211service.com
Zkapalněný vzduch by mohl pohánět auta a uchovávat energii ze slunce a větru
Někteří inženýři oprašují starou myšlenku skladování energie – pomocí elektřiny zkapalňovat vzduch jeho ochlazením na téměř 200 °C pod nulu. Když je potřeba energie, nechá se zkapalněný vzduch zahřát a expandovat, aby poháněl parní turbínu a generátor.
Studené úložiště: Nádrž napravo pojme vzduch chlazený na extrémně nízké teploty, při kterých je to spíše kapalina než plyn. Když se nechá zahřát, roztáhne se a může pohánět parní turbínu v nádobě vlevo.
Koncept je vyhodnocen hrstkou společností, které vyrábějí zkapalněný dusík jako způsob skladování energie z přerušovaných obnovitelných zdrojů energie. Zkapalněný vzduch lze také použít k pohonu pístů v motorech vozidel s nízkými emisemi.
jedna společnost, Highview Power Storage z Londýna, získala 18 milionů dolarů a postavila pilotní závod, který bude využívat kapalný vzduch k ukládání energie ze sítě. Highview se spojil s nůž , velká průmyslová plynárenská společnost, aby pomohla s vývojem technologie. Pokud vše půjde dobře, vláda Spojeného království může financovat vývoj většího závodu, který by mohl zajistit jeho komerční životaschopnost. Mezitím inženýrské poradenství Richarde vyvíjí dva typy motorů, které by mohly využívat kapalný dusík, na základě technologie z vedlejšího produktu Highview Power s názvem Dearman Engine.
Skladování pro rozvodnou síť je stále důležitější, protože se zvyšuje využívání obnovitelné energie. V blízké budoucnosti mohou elektrárny na zemní plyn a rychle reagující technologie skladování, jako jsou baterie, udržet síť stabilní (viz Větrné turbíny, včetně baterie, mohou udržet stabilní zdroje energie). Ale pokud se mají obnovitelné zdroje dostat do velmi velkého rozsahu nebo pokud chceme omezit používání záložních elektráren na fosilní paliva, budou zapotřebí technologie, které dokážou uchovat energii na hodiny nebo dny.
V tomto úsilí jsou klíčové náklady. Když se díváme na mechanismy skladování energie, hledáme něco, co je založeno na extrémně levných materiálech a velmi jednoduchých procesech, které můžeme dělat hromadně, říká Haresh Kamath , programový manažer pro skladování energie ve společnosti Výzkumný ústav elektrické energie . A to rozhodně odpovídá.
Myšlenka pochází z 90. let 19. století, kdy vynálezce jménem Charles Tripler prohlásil že vyvinul velmi levný způsob, jak ochladit vzduch, dokud se nestane kapalinou. Ukázal také, že zkapalněný vzduch lze využít k pohonu parního stroje. Tripler v té době získal velkou pozornost tisku a dokázal získat velké množství peněz na uvedení technologie na trh. To nakonec se vyjasnilo zejména však po investorech ztratili košile , že zveličil výhody svého přístupu. Od té doby byl proces zkapalňování vzduchu mnohem efektivnější a potřeba nových možností skladování energie si vynutila druhý pohled.
Proces Highview Power je 50 až 60 procent účinný – kapalný vzduch může poskytnout o něco více než polovinu elektřiny, než je potřeba k jeho výrobě. Naproti tomu baterie mohou mít účinnost více než 90 procent. Nový proces ale může svou neefektivitu kompenzovat využitím odpadního tepla z jiných procesů (viz Audi to Make Fuel Using Solar Power ). Highview prokázalo, že nízkoteplotní odpadní teplo z elektráren nebo dokonce datových center může být použito k ohřevu zkapalněného vzduchu. Systém může také vydržet desítky let, zatímco baterie je obvykle nutné každých několik let vyměnit. Tato životnost by mohla pomoci snížit celkové náklady.
Několik společností vyvíjí způsoby, jak zlepšit účinnost stlačování vzduchu, což by také mohlo zefektivnit proces zkapalňování (viz část LightSail Energy zachytí 37 milionů dolarů ve financování a systém stlačeného vzduchu by mohl pomoci větrné energii). Zkapalněný vzduch má asi čtyřikrát vyšší energetickou hustotu než vzduch stlačený a jeho skladování ve velkém zabírá méně místa.
Kapalný vzduch se může také ukázat jako užitečný v osobních a nákladních automobilech. Jmenovaný vynálezce Petr Dearman vytvořil kompaktní systém, který místo toho, aby se spoléhal na velké výměníky tepla, využívá nemrznoucí kapalinu vstřikovanou do spalovací komory motoru k recyklaci tepla, které by jinak bylo ztraceno. Postavil zchátralý prototyp a ukázal, že to jde pohánět auto . Ricardo pracuje na verzi, která by mohla být časem komercializována.
Kapalný vzduch ukládá energii přibližně o hustotě nikl-metalhydridových baterií a některých lithium-iontových baterií, které se nyní používají v hybridních a elektrických autech. Má však klíčovou výhodu – lze jej nalít do palivové nádrže mnohem rychleji, než lze dobít baterii, říká Andrew Atkins , vedoucí technolog ve společnosti Ricardo. Motor by běžel na kapalný dusík – v podstatě kapalný vzduch s odstraněným kyslíkem – a vypouštěl by pouze dusík. Emise uhlíku spojené s motorem by závisely na zdroji energie použitém ke zkapalnění dusíku. Ricardo také vyvíjí vznětový motor, který je doplněn kapalným dusíkem, aby se zlepšila jeho účinnost asi o 50 procent.