Оригинальное, эффективное, долговечное и недорогое решение для хранения избыточно запасаемой энергии ВИЭ предложила канадская компания Hydrostor.
Для поддерживания постоянного уровня поставляемой электроэнергии и хранения накапливаемой избыточной энергии сотрудники компании Hydrostor предложили использовать совершенно новую простую и эффективную технологию. Избыточная энергия, которая вырабатывается благодаря ВИЭ преобразуется наземной компрессорной станцией в энергию сжатого воздуха, который закачивается в подводные шары, размещаемые группами в близлежащем водоеме.
Размещение шаров определенного размера на определенной глубине позволяет использовать гидростатическое давление воды и саму технологию с максимальной эффективностью. Первый технологический комплекс Underwater-CAES, работающий на этом принципе сейчас находится в стадии тестирования на глубине 55 м под поверхностью озера Онтарио близ Торонто.
Шары, соединенные с компрессорной станцией при помощи системы подземных и частично подводных труб, в моменты, когда энергия вырабатывается с избытком, заполняются сжатым воздухом, выступая в роли накопителей. По мере частичного или полного падения уровня вырабатываемой энергии избыточное давление сжатого воздуха в шарах «перераспределяется» в обратном направлении, заставляя вращаться турбину генератора наземной станции. Таким образом, вся система постоянно находится в режиме «автобалансировки», просто и изящно решая поставленную задачу, а потребитель получает электроэнергию со стабильными характеристиками.
Принцип работы системы Underwater-CAES в чем то напоминает принцип, используемый в гидроаккумуляторных электростанциях, которые обеспечивают требуемую балансировку энергии за счет воды, закачиваемой на некоторую высоту над поверхностью горизонта и спускаемой в систему по необходимости для обеспечения стабильной работы генераторов. Но эта, и другие существующие технологии как на этапе реализации, так и на этапе эксплуатации установок оказываются существенно дороже.
Экологически чистые резервуары с воздухом можно применять везде, где в относительной близости от генерирующей станции присутствует водоем.
Автор идеи использования подводных “накопителей” энергии — Кэмерон Льюис (Cameron Lewis), основатель и главный технолог компании Hydrostor. Интересно, что первоначально в планах Льюиса была установка именно гидроаккумуляторной станции по соседству с построенным им же ветрогенератором. Проведенные технико-экономические расчеты показали, что подобное решение окажется малоэффективным. Именно тогда и родилась идея заменить для достижения требуемого эффекта воду, поднимаемую на высоту, сжимаемым воздухом, закаченным в эластичные шары, заглубленные под воду.
Тестируемая установка Underwater-CAES рассчитана на пиковую мощность наземной станции в 660КВт и включает комплекс из шести шаров, наполняемых сжатым воздухом. Такой накопительный комплекс в тандеме с генератором, как отмечают разработчики, способен обеспечить электроэнергией 330 небольших домашних хозяйств. При этом общая площадь подводной части ”энергобазы” расположилась на крошечном участке размером в 10 х 40 метров. Отсутствие движущихся частей раскрывает еще одно серьезное преимущество такой технологии – минимальную потребность и стоимость техобслуживания. Не создают никаких проблем при работе и подводные течения. В отчете отмечается, что никаких ограничений, как по размерам, так и по мощности, комплексы, реализованные на базе такой технологии не предполагают, что объясняется относительно малой площадью, занимаемой на дне водоемов. В то же время технологические размеры баллонов с воздухом определяются исходя из глубины их размещения.
Окончательная стоимость реализации проекта пока не оговаривается, но, как утверждают в компании, установка Hydrostor Underwater-CAES будет вдвое дешевле самых передовых хранилищ, созданных на базе литий-ионных аккумуляторов. При этом приятным бонусом оказывается долговечность системы, вдвое превышающая предполагаемое время ее эксплуатации.
Если пилотный проект себя полностью оправдает, то уже в 2016 году компания планирует сдать в эксплуатацию еще одно подводное энергохранилище большей мощности. При соблюдении технологии монтажа и эксплуатации минимальный гарантийный срок систем типа Underwater-CAES, как отмечает производитель, составит 10 лет и с большой долей вероятности может быть увеличен до 20 лет.
Уважаемые читатели, мы всегда с удовольствием встречаем и ждем вас на страницах нашего блога. Мы готовы и дальше делиться с вами самыми свежими новостями, обзорными статьями и другими публикациями и постараемся сделать все возможное для того, чтобы проведенное с нами время было для вас полезным. И, конечно, не забывайте подписываться на наши рубрики.
Другие наши статьи и события
Комментарии (71)
Ramzayx
11.12.2015 10:01+7Технологию разве не запатентовали? Такое ощущение что у них разные мешки и это разные фирмы.
Было 3 года назад.
geektimes.ru/post/142784
norlin
11.12.2015 10:08А они уже посчитали ограничения по масштабируемости этой системы для объёма мирового океана Земли?
То есть, я понимаю, что, скорее всего, при любых практических масштабах использования этой технологии, заметного влияния не будет, но это интуитивно… А в цифрах?
Сколько энергии можно запасти в таких мешках до того, как вытесняемый объём сколько-нибудь заметно повысит «уровень моря»?
saga111a
11.12.2015 13:32-1Зависит от точки размещения по глубине. 10^8 Па давление на дне Марианской впадины. Таким образом 200 литров(не большая бочка, ) или 0,2м^3 закаченные туды, дадут 2*10^7Дж или 20МДж энергии. Для сравнения, 2 литра воды в электрочайнике на «довести до кипения» тратят около 80кДж или 0,08МДж. Получаем, что 200литров воды в самой выгодной точке размещения дают в лучшем случае 200 чайников на вечер. Тогда, чтобы покрыть потребности 1млн Города в чае на вечер(чайник кипятят не одни вечером, но и людей не один, считаем человек = чайник в вечер) итого надо запасти где-то 0,1млн литров воздуха(это еще при давлении афигенном.).
norlin
11.12.2015 13:52Тут вопрос не в объёме закачанного воздуха (хотя это тоже — атмосфера-то не бесконечна), а в объёме воды, вытесняемой этими мешками (воздух-то под давлением будет сжат).
Zzzuhell
11.12.2015 10:49Мне тоже нравится
Особенно элегантно смотрится использование компрессора «в обе стороны». Т.е. когда он накапливает — работает компрессором, а когда отдает — генератором.
Вот его износ все и определит. А так — почти вечно :)
22sobaki
11.12.2015 11:54+3Три года назад уже испытывали данную технологию. Возможно, в этот раз дойдет до реального применения.
olekl
11.12.2015 11:57+1Интересно, если полностью «надутый» шарик лопнет, как это будет выглядеть на поверхности? И да, КПД было бы интересно увидеть. Сама идея — супер!
phprus
12.12.2015 20:34> Интересно, если полностью «надутый» шарик лопнет, как это будет выглядеть на поверхности?
Очень печально для тех, кто решит поплавать сверху.
Пузырь размером порядка размера судна гарантированно утопит его за десятки секунд, а пена чуть дольше, но не гарантированно.
Плотность среды упадет на время поднятия газов и вопрос, хватит ли плавучести у объектов, находящихся на поверхности.
dDmx
11.12.2015 12:17+2Хм. Насколько я понимаю часть работы компрессора будет уходить на нагревание воздуха, который затем в шаре будет остывать нагревая водоём.
Отсюда две проблемы:
1) тепловое загрязнение водоёма
2) более низкий КПД по сравнению с гидроаккумулятрными станциями в связи именно со сжимаемостью воздуха.
С другой стороны воздух менее вязкий, значит потери на закачку будут ниже, чем при закачке воды.
В общем надо цифры видеть, что бы делать выводы.
rPman
11.12.2015 13:50оу, а ведь так мы еще получаем холодный воздух, и что то мне говорит что его транспортировка в холодном виде не требуется (т.е. по трубам везде он идет в сжатом виде с температурой окружающей среды)
dDmx
11.12.2015 17:49+1в холодном виде мы его получаем когда стравливаем через турбину, адиабатическое расширение и всё такое. а при закачке как раз нагреваем.
rPman
11.12.2015 19:50именно!
Для того чтобы охладить что-либо с помощью 'забортной' воды, нам понадобится либо разместить это в самой воде, либо воспользоваться каким либо теплоносителем.
В данном случае при стравливании воздуха он будет охлаждаться и это будет паразитное поглощение тепла, и не воспользоваться этим было бы глупо… экономия какраз в пределах затрат на потери из-за КПД насосов и всей конструкции
VoiceDao
11.12.2015 14:12+1О теплопотерях есть оговорка в публикации: «To reduce the amount of energy loss, the company uses a series of heat exchangers to store as much of the hot air created through the compression process as possible». Для уменьшения количества потерь энергии, компания использует теплообменников, позволяющие хранить большую часть горячего воздуха, создаваемого в процессе сжатия.
lgorSL
11.12.2015 14:34В идеале сжатый и оттого сильно нагревшийся воздух можно охлаждать, отводя и сохраняя тепло, которое пригодится для подогревания газа при его расширении.
В итоге конструкция сильно сложнее получится. (Или можно забить и просто подогревать расширяющийся газ от водоёма).dDmx
11.12.2015 17:52а как можно сохранить тепло?
кесли его в энергию преобразовывать, то КПД будет крайне низкий. как мы помним кпд зависит от температуры холодильника и рабочего тела, в данном случае разница температур будет небольшой, а КПД крайне низким. не думаю что толком они это тепло утилизируют, разве что на отопление или теплицу.
Mad__Max
13.12.2015 01:30Простой теплоаккумулятор конечно, для преобразования слишком маленькая разница температур: geektimes.ru/company/icover/blog/267322/#comment_8909196
zvyagaaa
11.12.2015 12:22+2Отсутствие движущихся частей раскрывает еще одно серьезное преимущество такой технологии – минимальную потребность и стоимость техобслуживания.
какое же это отсутствие движущихся частей, когда есть необходимость в компрессорной станции? А ее кто будет обслуживать? А движущиеся части генератора, который приводится в действие воздухом из баллонов?
Да и в отсутствие обслуживания что-то слабо верится. Работал я на компрессорных. Как минимум нужны машинисты для обслуживания (которые будут круглосуточно дежурить) и слесарь. Другое дело, что это наверное намного более экологично, чем хранить энергию в аккумуляторах (типа кислотных).
webportal
11.12.2015 13:04-2Кстати можно эти мешки поместить в в некий полый цилиндр. И перекрывать доступ воды в него в тот момент когда происходит процесс нагнетания воздуха. Таким образом по мере раздувания шара объём водяного столба будет уменьшаться и соответственно снижаться нагрузка на компрессор. Можно идею расширить реализовав поочерёдное заполнение шаров воздухом дабы постоянно не открывать/закрывать клапаны ограничивающие приток воды в цилинд. Поправьте меня если я не прав.
kahi4
11.12.2015 14:13А как из закрытого цилиндра воду откачивать собираетесь?
webportal
11.12.2015 14:16Сама выльется. Цилинд торчит над водой… Содержимое выталкивается накачивающимся мешком.
kahi4
11.12.2015 14:21Окей. А обратно заливать воду как будете?
Энергии тратить меньше такой уловкой не получится, наоборот — только больше.
Ну в противном случае — вы близки к открытию вечного двигателя.webportal
11.12.2015 16:27Очень просто. Клапан ниже уровня воды… Подал питание открылся, подал ещё раз закрылся… Набрался максимальный объём воздуха в мешке всё перестаём в него качать и открываем клапан обеспечивая приток воды.
kahi4
11.12.2015 17:34С чего она вдруг обратно будет заливаться? Если вы будете надувать шар в цилиндре, в котором закрыт клапан — вам придется преодолевать увеличившееся давление (К слову, может быть полезным для искусственного нагнетания повышенного давления), если вы хотите, чтобы вода выливалась через открытый верх — как она заливаться обратно будет?
Как ни старайтесь — закон сохранения энергии вы не нарушите и работы будет производиться столько же.
Если бы это было не так — у нас уже давно были бы вечные двигатели, ведь вы предлагаете «накачивать» меньше энергии, чем потом «снимать».
Если я вас недопонял и вы действительно хотите попросту снизить нагрузку на компрессор — а зачем?webportal
11.12.2015 18:54Накачивать воздух при закрытом клапане да. Откуда там давление будет увеличиваться? Оно будет только уменьшаться. Заливаться она будет обратно при открытом клапане. Нужно это для того что бы по мере накачивания мешка воздухом снижалась нагрузка на компрессор тем самым увеличивая срок его службы.
rPman
11.12.2015 20:27У вас ошибка в размышлениях… нагрузку можно уменьшить только на момент сдувания пузыря, а во время надувания нет разницы, стоят ли вокруг него стенки или нет, так как нагрузка на насос зависит только от количества воды над пузырем (и площадью естественно).
alff31
11.12.2015 14:40+1Шар будет раздуваться, вода из цилиндра выливается наверх. Высота воды над шаром останется такой же как и без цилиндра. Нагрузка на компрессоре никак не изменится. Можно закрыть цилиндр при спускании шара, тогда давление будет меньше. Но при спуске оно должно быть наоборот, больше.
webportal
11.12.2015 16:37Как так? У вас что вода над цилиндром торчать будет? Рассмотрим этот вопрос детальнее имеем цилиндр объёмом 10000 кубов. Начинаем нагнетать воздух в шар. Он вытесняет воду. Например вытеснили 1000 кубов. Итого на шар давит 9000 кубов. Неужели нагрузка на компрессор не уменьшится? До качали мешок например до 4000 кубов всё больше не качаем и открываем клапан.
AdvanTiSS
11.12.2015 20:44Чем больше вы вытеснили воды из цилиндра, тем меньше воды будет давить на шар. Соответственно, внутреннее давление в шаре будет практически равно атмосферному(чуть выше), в момент, когда вся вода будет вытеснена из цилиндра. Это такой себе «пук», из которого энергии практически не получишь.
alff31
12.12.2015 01:08Продолжите свои рассуждения. Докачали мешок до 4000 кубов, сверху давит 6000 кубов. Ок. Наступила ночь, забираем энергию обратно. Воздух подаем в турбину, но в начале из-за того что сверху 6000 кубов, давление воздуха в поступающего в турбину маленькое. А в конце оно будет расти и станет равно давлению 10000 кубов. Вашей конструкцией вы энергетически ничего не выиграли, но зато усложнили конструкцию компрессора и турбины, которые теперь должны работать при разных уровнях давлений.
AdvanTiSS
11.12.2015 15:38+1Если разместить шары на побережье океана — в момент прилива получится дополнительно несколько метров водяного столба халявного давления. Конечно, если накачивать шары только в моменты отлива, иначе смысл теряется.
foxkeys
11.12.2015 17:23+3Уже много недостатков отметили выше, добавлю еще пять копеек.
Самая большаялажанечестность тут:
Отсутствие движущихся частей раскрывает еще одно серьезное преимущество такой технологии – минимальную потребность и стоимость техобслуживания.
Движущихся частей тут более чем достаточно. Это и компрессоры и турбины.
Более того, и сами мешки и их крепления — тоже испытывают знакопеременные механические деформации, очень нехорошие по своей природе, вызывающие усталостное разрушение.
Также, есть проблема обрастания (подводной флорой и фауной) — а это то самое техобслуживание.
Подбор материала устойчивого одновременно ко всем этим факторам — особенно биологическому — это реальная попоболь. Т.к. это всё нельзя проверить быстро, и т.к. будут радикальные различия для разных водоемов и климата.
Добавить к этому годовые циклы. То самое тепловое загрязнение, о котором уже говорили и которое само по себе будет менять флору и фауну в районе мешков…
JenAnty
11.12.2015 17:55Тепловое загрязнение будет совсем не обязательно в водоеме, ведь трубы идут под землей, а там есть грунтовые воды. Если устанавливать на реке, то тепло может «разноситься» на многие километры, не увидела ничего про сами шары, из чего они? Страшно подумать сколько стоит прокладка труб в дне водоема…
AdvanTiSS
11.12.2015 18:14Выше уже писали, что воздух подается через рекуператоры, в которых происходит отбор тепла, которое вероятно будут аккумулировать для подогрева воздуха при сдувании шара.
JenAnty
11.12.2015 18:23Уточню. Представим у нас зима (трубы водоснабжения прокладывают +-1,5 метра под землей), и гипотетическая температура под землей+7С, а на дне озера будет +1С? Представляете потери?
AdvanTiSS
11.12.2015 18:54На дне пресных водоемов зимой температура не опускается ниже 4С. При удельной теплоемкости воздуха 1кДж/(кг*C) разность в 3С на 10м3 проблемы не составит. Всего-то корка льда станет немного тоньше в области над шаром.
dDmx
11.12.2015 18:52Я не понимаю, чего они там отберут в плане тепла, и что с ним сделают?
Нагревать расширяющийся газ? — не вариант, если тепло образуется значит в режиме компресоора работает и нет расширяющегося газа. запасти тепло невозможно…
Предположим они будут 100 градусов снимать со сжатого газа, что с ними сделать? пар не приготовить, турбину не покрутить.
Разве что только на обогрев пустить, или теплицу…AdvanTiSS
11.12.2015 18:57Нагревать расширяющийся газ? — не вариант, если тепло образуется значит в режиме компресоора работает
Нагревая расширяющийся газ вы дополнительно увеличиваете его объем, а следовательно, создаете дополнительное давление на лопатке воздушной турбины, что влечет за собой увеличение общего КПД системы.dDmx
11.12.2015 19:08С этим я согласен.
Но откуда берётся тепло для нагрева? От сжатия газа! Значит сейчас работает компрессор, а не турбина и энергия запасается. Следовательно тока холодного газа нет в этот момент и нагревать нечего!AdvanTiSS
11.12.2015 19:24В момент сжатия газа тепло отбирается с помощью рекуператоров и накапливается в теплоаккумуляторах(большая емкость с водой вполне сойдет для этих целей). При отборе газа, перед подачей на турбину, он будет подогреваться теплом от теплоаккумулятора.
dDmx
11.12.2015 19:52-1Это получается ещё одна ёмкость, теплоизолированная и всё равно теряющая тепло. Кроме того дополнительные движущие части, насосы клапана для прокачки теплоносителя через воду или для прокачки охлаждающей воды.
Кроме того, по мере накопления энергии этой самой водой она будет всё хуже и хуже охлаждать нагретый газ.
Вобще разговор ни чем. Вопросы утилизации такого тепла очень хорошо проработаны. С ним практически ничего нельзя сделать.
Почему по вашему рядом с АЭС строят охлаждающие пруды или градирни? Потому что ничего с этим теплоносителем с относительно низкой температурой сделать нельзя. Только обогрев чего-то находящегося неподалёку, поскольку это тепло даже на большое ресстояние не передать.AdvanTiSS
11.12.2015 20:48+1АЭС тут совершенно никаким боком. Абсолютно разные порядки количества тепловой энергии и разные цели ее использования.
dfgwer
Реально прорыв. Гениально просто.
Работа = давление*объем. Хранилище на 1 ГДж, на глубине 100 метров, будет иметь объем всего в 1000м^3 = 10мх10мх10м
Чисто технически это гидроаккумулятор, приподнимает всю воду озера на несколько миллиметров
gigimon
А КПД такого решения? Сколько энергии потеряется на закачку воздуха и потом сколько получится, при отборе из шаров?
joger
а какой КПД у вхолостую работающих ветрогенераторов или солнечных панелей? даже при КПД в 1% и очень дешевом способе хранения можно выйти в плюс
potan
Есть гидроаккумуляторы, у которых КПД выше.
Можно производством водорода, который потом использовать в транспорте, во время простоя заниматься.
joger
КПД там не играет особой роли. Главное это цена хранения 1 единицы энергии. а будут ли это гидро-, аэро- или водородоакки — дело пятое
Mad__Max
Разработчики оптимистично заявляют 60-80% за полный круг. Т.е. 10-20% потери в одну сторону, и 10-20% в другую. Разброс зависит среди прочего от эффективности рекуперации тепла (газ при сжатии нагревается, при расширении охлаждается) ну и от мощности установки конечно (у более крупных установок КПД выше).
Причем это уже AC-AC (т.е. взяли из сети и вернули в сеть — т.е. не механичесий КПД, а уже электрический — с учетом КПД эл.двигателя и генератора):
malan
Думаю тут встанет вопрос, как закрепить этот шар на дне, так чтобы он не всплыл.
Apazhe
Бетон и винтовые сваи человечеству ещё только предстоит изобрести.
malan
Не совсем понятен ваш сарказм. В приведённом примере на шар объёмом в тысячу кубометров будет действовать сила Архимеда в 9806650 Ньютонов. Я не специалист, поэтому не знаю сколько свай надо вбить или сколько залить бетона, чтобы удержать этот шар на глубине, но мне кажется, что немало.
Stalker_RED
Чтобы утопить тысячу кубов нужен груз чуть больше тысячи тонн.
Ваш К.О.
Mad__Max
указанные выше 9806650 Ньютонов это и есть приблизительно тысяча тонн подъемной силы
Ваш брат (К.О.)
rPman
дорого очень это
По мне так лучше полу-плавучие конструкции с грузом (при пустом шаре — тонут) и жесткой сцепке с шарами снизу.
p.s. хотя сотни метров… хз что дороже
Mad__Max
Пока у них просто металлический каркас с бортиками, в который просто наваливают щебня (точнее природной гальки) и к углам этого каркаса и крепят шары.
Т.е. по центру поддон в который навалена гора гальки или булыжников (или чего-то еще- главное тяжелого и подешевле и чтобы далеко возить не нужно), а по углам поддона 4 соединенных между собой шара (чтобы надувались симметрично и не пытались перевернуть поддон).
vmarunin
И 1 ГДж это всего 280 кВт*ч. 40 теслиных 7 киловаттных (дорогих, daily!) батареек. $120k (или $98 дешёвыми батарейками)
Вот я ни разу не уверен, что бурение скважины на 100 метров вниз и сколько-то километров в сторону (а где у нас глубина 100 метров рядом с берегом?), компрессор и т.д. будет стоить сильно дешевле $100k. И батарейка то работает даже если нет воды рядом!
А воздух, гад такой, сжимаемый. Качаем его туда = нагреваем. Сколько из этого нагрева удастся спасти и как — не понятно. Но к КПД остаются вопросы.
В воде он остыл и назад к нам идёт влажный воздух с давлением 10 атм и температурой 10 C. Ой намучаемся с инеем. Или осушать воздух перед закачкой, но это ещё удар под дых КПД
PS Химия она рулит! Физика её делает только на больших масштабах, а на нашем, на человеческом — химия рулит. Либо надо кубические километры закачивать, либо поставить химический аккумулятор и не парится.
Mad__Max
Тепло у них запланировано отдельно собирать в теплоаккумулятор(пока самый простой — большая бочка с водой в теплоизоляции, внутри которой проходят трубы с воздухом сразу после компрессора) и повторно использовать еще на земле. Стоять это будет рядом с компрессором/турбиной, а под воду закачиваться будет уже охлажденный воздух (не полностью конечно, но большая часть тепла выделяющегося при сжатии будет собираться и аккумулироваться). А при обратном заборе воздуха, он будет подогреваться проходя сначала через тот же теплоаккумулятор.
Это и рассчитано на большие масштабы, где оно будет эффективней химии. Уменьшенный прототип который сейчас физически испытывают имеет емкость 660 кВт*ч, а полноразмерная установка запланирована на 5 МВт мощности и 30 МВт*ч емкости.
При этом срок службы ожидается так же больше хим. аккумуляторов — до 30 лет.
vmarunin
О! Цифры пошли, про цифры говорить легче.
Те же 30 МВт*ч будут стоить в 10 раз дороже литием, или где-то 12 миллионов долларов. Наверное будет скидка. Но они сдохнут за 5000 циклов, это 13 лет если 1 цикл в день (наверное можно добиться такого правильно их баллансируя)
То есть надо миллионов 30 на 30 лет.
Будет ли их суперхранилище дешевле — большой вопрос. Ибо накидать на глубину 100 метров надо будет уже 110 тыс. кубометров ( 1000*110*1 метр)
И хорошенько это всё закрепить, ибо тащить наверх будет с силой 110 тыс. тонн.
Если строить глубже, то и объём надо поменьше, и разница давлений будет побольше (КПД турбины на генерацию должно быть лучше), но где же взять такие глубокие водоёмы?
Mad__Max
Ну да, собственно стоимость самое интересное. Точных цифр пока не приводят, но примерная их оценка для полноразмерных установок это где-то в 2 раза дешевле на единицу емкости относительно накопителей на базе лития при примерно в двое большем сроке службы. Т.е. в ~2 раза на кВт*ч емкости и ~4 раза на кВт*ч «прокаченный» за срок службы.
Из основных минусов — несколько меньший КПД ну и естественно применимо только на побережьях морей/океанов/глубоких озер, а не везде как хим. аккумуляторы. Впрочем в прибрежной зоне порядка половины населения Земли сконцентрировано сейчас.
Осталось выяснить насколько верны их оценки в масштабировании c экспериментального прототипа на полноразмерную. В принципе они пишут, что с одной энергетической компанией в Канаде уже есть предварительное соглашение о строительстве одной полноразмерной установке и еще с 2мя компаниями идут переговоры. Так то если ничего не сорвется то через 2-3 года можно будет проверить эти заявления на практике.
malan
А почему, собственно говоря, все так хотят устанавливать эти шары под водой? Что мешает делать это под землёй? Давление больше и крепить ничего не надо, да и технология отработана. Украина уже десятки лет только тем и занимается, что закачивает газ в подземные газохранилища летом, и извлекает его зимой. Причём в качестве ёмкостей используются выработанные месторождения. А такие месторождения есть практически везде. Почему мы бы не закачивать туда воздух?
Mad__Max
Ну толп желающих то нет, но интересуются чтобы опробовать все это «живьем» в реальных условиях и оценить перспективность массового внедрения — это да.
Простые емкости (наземные или подземные) надутые воздухом под давлением тоже пытаются использовать, и оно уже работает в нескольких пилотных проектах.
Но есть существенные минусы:
1. Главный — строительство больших емкостей работающих под давлениям обходятся дорого в строительстве и стоимость хранения кВт*ч получается не слишком привлекательным (на уровне или несколько хуже альтернатив). Основной плюс подводных это относительная дешевизна тех самых «надувных шариков» относительно прочных емкостей.
2 В таких хранилищах давление меняется по мере «зарядки/разрядки», чем больше энергии забрали, тем ниже давление, тем хуже работаю турбины. Для компрессоров тоже сложности есть — по мере накачки давление растет и нужно постоянно под меняющееся давление подстраиваться. В водяных же все просто — там давления всегда постоянно что при 100% заряде, что при стремящемся к нулю и зависит только от глубины расположения. Это происходит за счет того, что у водяных вместо давления по мере «разряда» меняется объем при постоянном давлении.
3. Минус следующий из 2го — невозможно использовать полную емкость, всегда есть неиспользуемый «балласт». Допустим накачали до 30 атмосфер, сдули до 10 атм — дальше давление уже слишком низкое для работы выбранной турбины и остаток воздуха(и энергии) остается неиспользованным. Т.е. ее нужно накачать один раз в начале, а воспользоваться ей уже никогда не получится. Тогда как для подводной давление всегда скажем 20 атм и можно использовать весь имеющийся объем с постоянной эффективностью. Для этого при той же емкости в кВт*ч/МДж и при том же максимальном давлении, в наземном варианте приходится делать больше емкость больше физически — в кубических метрах (что в свою очередь вносит вклад в минус №1).
А почему не использую подземные хранилища газа (ПХГ) есть доп минусы.
1. Просто старое месторождение обычно не годится, требуется переоборудование и хотя бы частичная герметизация не очень дешевые. Те которые уже переоборудованы имеют ценность и спрос по прямому назначению — для хранения газа, лишних (неиспользуемых) мощностей насколько знаю практически нет. Возможно когда добыча газа будет сильно падать и останутся неиспользуемые подобные объекты их начнут переоборудовать на сжатый воздух. Но пока глобально добыча и использование природного газа растет и хранилища нужны по своему прямому назначению
2. Объемы таких хранилищ очень больше, обычно от миллионов кубометров только начинаются. Небольшим компаниям занимающихся альтернативной энергетикой (которым в первую очередь и нужны мощности по хранению энергии от нестабильных источников) такие проекты пока просто не потянуть финансово-материально. Это тогда должно либо государство этим заниматься либо крупный оператор энергетических сетей.
3. Опять же из-за объема в начале придется потратить много энергии (и денег) чтобы накачать его воздухом до минимального рабочего давления прежде чем можно будет начать им пользоваться как аккумулятором. И эта энергия назад уже не вернется.
Еще соображения безопасности возможно (это предположение только) — не очень представляю как из старого ПХГ (тем более если это было когда-то газовое месторождение) полностью убрать собственно природный газ. А без этого экспуатация очень опасна — смесь воздуха и газа очень взрывоопасна. ПРичем если это было не полностью искуственное ПХГ, газ там может постоянно в небольших объемов поступать из газоносного пласта(из которого его раньше добывали). Газ же там никогда полностью не заканчивается — просто на каком-то этапе темпы поступления газа из скважин становятся слишком маленькими, чтобы ради него поддерживать работу всей инфраструктуры и его считают «исчерпанным» по экономическим критериям. Но газ то там на самом деле еще остается.
malan
Спасибо за развёрнутый ответ:)
alaev
У меня ощущение дежавю, я читал об этой мега инновации на хабре несколько лет назад.
Вот даже пруф нашел
http://geektimes.ru/post/142784/
3 года прошло, а всё ещё мега инновация и мега свежее предложение… а в далёком 2012 году вроде уже прототипы делали а не идею предлагали.
Mad__Max
Да, уже было, эту ссылку в соседних комментариях уже дважды запостили. Но это другая компания, хотя и с весьма похожей идеей(остновная разница только в том где аккумулятор тепла расплогается — в одном случае в море рядом с «воздушным шаром» в другом на берегу рядом с копрессором и турбиной и в технологии крепления на дне, чтобы это дело не всплывало при наполнении воздухом).
У той 1й компании что-то не срослось с промышленно пригодной реализацией — после 2012 года от нее никаких новостей.
Тут тоже не просто идея — тут уже реализованная и на практике работающая испытательная установка на 660 кВт*ч емкости запасаемой энергии. И инженерный проект для строительства полномасштабных установок (5 МВт, 30 МВт*ч) с использованием аналогичных технологий.