Hoe Gecomprimeerde Lucht De Toekomst Kan Voeden

{h1}

Hernieuwbare bronnen zoals wind kunnen geen constante stroom leveren, maar opslag van perslucht energie kan fungeren als een grote batterij om de schommelingen glad te strijken.

Opmerking van de uitgever: Elke woensdag onderzoekt WordsSideKick.com de haalbaarheid van opkomende energietechnologieën - de kracht van de toekomst. Dit is de eerste aflevering.

Windenergie is onbetrouwbaar. Niemand kan de wind opdraaien telkens wanneer de vraag naar elektriciteit piekt. Dus sommige nutsbedrijven kijken naar manieren om de energie van de wind op te slaan en ondergronds op te slaan voor later gebruik.

"De wind blaast veel om 2 uur 's ochtends, dus het is logisch om hem te redden en te gebruiken om 5 uur' s middags als iedereen thuiskomt van zijn werk", zei Georgianne Peek van Sandia National Laboratories in New Mexico.

Perslucht energieopslag (CAES) gebruikt buiten de piek gelegen elektriciteit van windparken of andere bronnen om lucht in de lucht te pompen. De hogedruklucht werkt als een enorme batterij die op aanvraag kan worden vrijgegeven om een ​​gasturbine te laten draaien en elektriciteit te produceren.

Een groot deel van de inputenergie gaat echter verloren in dit proces, waardoor CAES een van de minst efficiënte beschikbare opslagtechnologieën is.

"Niemand wil echt elektriciteit opslaan, tenzij het moet", zegt Roland Marquardt van RWE Power, een Duits nutsbedrijf.

Daarom hebben RWE en General Electric (GE) onlangs plannen aangekondigd om een ​​nieuw type CAES-technologie te ontwikkelen die efficiënter zal zijn en die geen uitstoot van broeikasgassen zal hebben.

Opslaan

Het opslaan van dalende elektriciteit is niet nieuw. Verreweg de meest gebruikelijke methode is om water naar een hoger reservoir te pompen en het dan vrij te geven om een ​​elektrische generator aan te drijven wanneer de vraag erom vraagt.

Eenmaal "geladen", kunnen deze gepompte hydrosystemen - waarvan er wereldwijd ongeveer 300 bestaan ​​- gedurende enkele uren 1000 megawatt stroom leveren. Er zijn echter nog maar weinig plaatsen beschikbaar met beschikbaar water en de juiste topografie, zei Marquardt.

CAES kan gedurende enkele uren ongeveer 100 megawatt stroom leveren en de benodigde geologische formaties (verlaten mijnen, zoutcavernes, watervoerende lagen) zijn overal ter wereld te vinden.

Andere opslagapparaten, zoals batterijen en vliegwielen, kunnen bijna niet dezelfde hoeveelheid energie opslaan en zijn veel duurder om te installeren dan CAES.

Momenteel zijn er slechts twee operationele CAES-faciliteiten in Duitsland en Alabama. Ze gebruiken elk een zoutcaverne met enkele honderdduizenden kubieke meter ruimte (ongeveer het volume van 100 zwembaden van olympische afmetingen).

Met behulp van off-peak elektriciteit wordt de lucht gecomprimeerd tot ongeveer 1.000 psi (of 70 keer de atmosferische druk), waardoor de temperatuur stijgt tot meer dan 600 graden Celsius (1.100 graden Fahrenheit). Dit is veel te warm om ondergronds te pompen, dus de lucht wordt gekoeld tot ongeveer 50 graden Celsius (120 graden Fahrenheit).

Helaas moet de lucht opnieuw worden opgewarmd bij het vrijkomen om een ​​turbine te laten draaien. Deze extra opwarmingsenergie (meestal geleverd door het verbranden van aardgas) betekent dat CAES een relatief lage efficiëntie van ongeveer 50 procent heeft: voor elk kilowattuur energie dat binnenvalt, kan slechts 0,5 kilowattuur energie worden uitgenomen.

"CAES is een bekende techniek, maar het is op dit moment niet commercieel rendabel vanwege de lage efficiëntie," zei Marquardt.

De warmte behouden

Om de efficiëntie te verbeteren, werken RWE en GE aan een nieuw ontwerp genaamd geavanceerde adiabatische CAES (AA-CAES), waarin de warmte die tijdens compressie uit de lucht wordt verwijderd, wordt opgeslagen en later wordt gebruikt om het gas opnieuw te verwarmen wanneer het wordt afgevoerd.

"In dit geval is de lucht heet genoeg om een ​​luchtturbine aan te drijven zonder verbrandingsgassen te gebruiken," zei Marquardt.

De efficiëntie kan worden verhoogd tot 70 procent, en in combinatie met windenergie zou een AA-CAES-systeem geen koolstofdioxide vrijmaken, een belangrijke oorzaak van het broeikaseffect.

RWE en GE doen momenteel een haalbaarheidsstudie en kijken met name naar welk materiaal het beste is om de immense warmte op te slaan. Marquardt denkt dat de waarschijnlijke keuze keramische stenen zal zijn, maar een mogelijke alternatieve oplossing is een bed van rotssteentjes.

Zodra de technische problemen zijn weggewerkt, verwacht Marquardt een eerste demonstratieproject - levering van ongeveer 30 megawatt aan vermogen - ergens rond 2012. Het toekomstige doel is om een ​​AA-CAES-faciliteit te hebben die tien keer dat kan leveren.

Green-enabling

In de Verenigde Staten worden traditionele CAES door verschillende bedrijven overwogen, maar slechts één nieuw project, het Iowa Storage Energy Park (ISEP), bevindt zich in de ontwerpfase. Gefinancierd door een groep gemeentelijke nutsbedrijven, zou ISEP genoeg wind- en dalende energie opslaan om elke dag 16 uur aan 270 megawatt stroom te leveren.

Omdat CAES het vermogen van een variabele bron kan stabiliseren, kan dit ertoe bijdragen windenergie aantrekkelijker te maken. Maar CAES "hoeft niet te worden gekoppeld aan hernieuwbare energie om een ​​groene technologie te zijn," zei Peek.

Ze legde uit dat CAES ook buiten de piek geproduceerde elektriciteit van traditionele kolencentrales kan opslaan. Hierdoor kunnen de planten in een gestaag optimaal tempo lopen, in plaats van op en neer te gaan om aan de vraag van de consument te voldoen. En dit gestaag tempo betekent minder CO2-uitstoot.

"Ik zeg graag dat CAES een groene technologie is", zei Peek.

  • Video: de volgende stap in alternatieve brandstof
  • 10 technologieën die je leven zullen veranderen
  • Great Inventions: Quiz Yourself


Video Supplement: Switch2Air (AEV) perslucht elektrische hybride auto, aircar korte versie (dutch).




Onderzoek


Nasa Onthult Wedstrijd Voor Earth Image Caption
Nasa Onthult Wedstrijd Voor Earth Image Caption

Crazy Carnival Of Dr. Seuss Creatures Hidden In The Oceans
Crazy Carnival Of Dr. Seuss Creatures Hidden In The Oceans

Science Nieuws


Meet Your Mama: First Ancestor Of All Placental Mammals Revealed
Meet Your Mama: First Ancestor Of All Placental Mammals Revealed

Universeel Griepvaccin: Pandemische Virussen Kunnen Aanwijzingen Geven
Universeel Griepvaccin: Pandemische Virussen Kunnen Aanwijzingen Geven

Kunnen Uitgestorven Dieren Worden Opgewekt Uit Bevroren Monsters?
Kunnen Uitgestorven Dieren Worden Opgewekt Uit Bevroren Monsters?

Parallax
Parallax

Na De Zwangerschap Hebben Vrouwen Grotere Voeten
Na De Zwangerschap Hebben Vrouwen Grotere Voeten


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com