1.    
  2.    
  3.     Як працює пневматичний акумулятор енергії

Як працює пневматичний акумулятор енергії

 

Недавно ми згадували про проблеми згладжування піків вироблення/споживання електрики, коли обговорювали акумулятор гравітації. Заодно згадали і про можливості зберігати для подальшого використання тепло, як в соляній вежі або соляному ставку. А сьогодні розглянемо проекти акумуляторів пневматичних.

Найпростіший такий акумулятор – звичайний газовий балон, який у момент пікового вироблення електроенергії компресором закачується повітря під великим тиском. Коли падає вироблення енергії або, навпаки, різко зростає її споживання, відкривається клапан і виходить стиснуте повітря розкручує турбіну генератора. ККД такої установки виходить відносно невеликим, але враховуючи той факт, що найчастіше в пік вироблення енергія просто пропадає вхолосту, обігріваючи навколишній простір, навіть такий добавкою нехтувати не варто.

Як можна збільшити ККД і зменшити відносну вартість такої системи? В установці, званої Compressed Air Energy Storage (CAES), вперше побудованої США в 1991 році в Mclntosh, Алабама. В якості резервуара використовується природна соляна підземна печера. Пласт солі не пропускає повітря, що знаходиться під високим тиском – дрібні крупинки, соляний пил запечатує дрібні тріщинки, які можуть виникнути в товщі шару. Повітря в печеру об’ємом 538 тис. куб. закачується компресором до тиску 77 атмосфер. Коли споживання енергії в мережі несподівано, повітря виходить і віддає потужність в систему. Час спорожнення резервуара до нижнього робочого тиску 46 атм – 26 годин, протягом яких станція видає 110 МВт потужності.

Як же підвищити ККД системи? Стиснене повітря не сам по собі крутить крильчатку, а змішується з природним газом і надходить у газову турбіну. Велика частина потужності газової турбіни (до двох третин) зазвичай витрачається на привід компресора, який нагнітає в неї повітря – тут-то ми і отримуємо солідна економія. Додатково перед надходженням в турбіну повітря підігрівається в теплоутилизаторе (рекуператори) продуктами згоряння, що теж додає ефективності.

Сумарно при рівній з традиційною газовою турбіною така схема забезпечує зниження витрати газу на 60…70%, швидкий запуск з холодного стану (кілька хвилин) і хорошу роботу на малих навантаженнях. Станція в Mclntosh будувалася 30 місяців і коштувала 65 млн. доларів (навіть не дивлячись на наявність природної соляної печери).

Крім проекту в Алабамі в 1978 Huntorf німці запустили сховище на 290 МВт (2 години роботи) у двох соляних печерах на глибині 600…800 м з діапазоном тисків 50…70 атмосфер. Спочатку сховище служило гарячим резервом для промисловості північно-заходу Німеччини, а зараз використовується для згладжування піків вироблення вітряних електростанцій.

В радянський час в Донбасі планувалася будівництво пневматичної акумулятора на 1050 МВт, але, на жаль, як і багато проекти тих років все так і залишилося на папері.

Ну і відео від розробників проекту.

01.01.2017

Написати коментар