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低温储能:分散供能的新希望

时间:2023-06-12   访问量:114

以在需要时可以轻松使用的方式存储产生的能量是未来能源供应的主要挑战之一。已经在测试各种存储类型的众多项目提供了一个有希望的前景,即有一天,清洁能源可以大规模存储,并在需要时立即可用。风能和太阳能发电厂的缺点是它们的生产力取决于天气。通过储能,可以吸收能源生产中的这些不规则性——这为可再生发电厂的全球扩张提供了额外的动力。在这里,低温储存可能会成为开创性的。

储能侧重于影响储能系统效率的几个挑战:

需要额外的能量将获得的能量转化为可以储存的能量载体。此要求应保持尽可能低。

在待存储能源的转换和再转换过程中发生的能量损失也必须保持尽可能低。

设备本身必须能够以经济的方式制造、安装和运行。

应避免因供应服务时间过长造成的运输损失。因此,存储系统本身应该尽可能小,以提高人们对这种存储系统的接受度。因为储能的效率取决于它们与客户和消费者的距离。

低温储存是如何工作的?

获得的能量,例如风能或太阳能,用于将空气介质冷却至极低温度。空气在此过程中液化,同时体积显着减小。在这种聚集状态下,空气可以储存在极冷的低温罐中。

当液态空气被重新加热时,它会再次膨胀以达到最初的气态聚集状态。该电力可用于驱动发电的涡轮机。

来自慕尼黑公司林德股份公司的工程师已经启动了这样一个带有连接涡轮机的低温存储设施作为试点项目,并且可以得出惊人的结果。 

低温储存设施的建设

该系统由三个主要部分组成:

一个充电装置,其中的空气通过冷却至负 190 摄氏度而被压缩和液化,

蓄冷器和

带涡轮机的排放装置。

当需要电力时,泵会向液态空气施加压力,使其升温。膨胀力驱动相连的动力涡轮机。

看似简单的技术流程,其实体现在这样一个系统非常简单的结构上。因为它使用已经在其他领域经过试验和测试的材料和组件。由于激活储能介质只需要热量,因此可以显着优化低温储能系统的效率。因为将液态空气转换回气体所需的热量可以由其他工厂作为余热提供,即区域供热。

此外,不同尺寸的储罐可以很容易地设置在任何需要储能的地方,并且存在能够利用其他系统的现有废热的最佳条件。 

低温储存作为抽水蓄能技术的进一步发展

低温储能基于类似于抽水蓄能技术的过程,然而,这种技术在全球仅两个地点以更复杂的形式成功使用。在德国,1970 年代后期,一座抽水蓄能电站在下萨克森州的亨托尔夫投入运行,至今仍在运行,作为储能设施来补偿需求波动。两个深达 800 米的盐石洞穴用作压缩空气的储罐。一个类似的抽水蓄能电站位于阿拉巴马州的麦金托什。这两个发电厂与低温过程的不同之处在于它们将空气压缩到更低的程度,这意味着为动力涡轮机回收的功率相应更低。然而,对于地下洞穴,也有足够的可用存储空间来实现高标称输出。在亨托夫,它仍然超过 300 兆瓦。

然而,与“传统”抽水蓄能技术相比,低温过程显示出其决定性优势:不受可以找到此类自然条件的地点的影响。 

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