Berita Industri

Skala Grid: Menyimpan Tenaga Boleh Diperbaharui dalam Batu Bukan Bateri Lithium

2021-06-16
TOPIK:
Universiti Aarhus, Teknologi Bateri, Tenaga, Tenaga Hijau, Popular
Oleh AARHUS UNIVERSITY 6 MEI 2021



Apabila terdapat lebihan elektrik dari angin atau solar, simpanan tenaga akan dikenakan. Ini dilakukan oleh sistem pemampat dan turbin yang mengepam tenaga haba dari satu atau lebih tangki simpanan yang diisi dengan batu sejuk ke sejumlah tangki simpanan yang diisi dengan batu panas. Ini menjadikan batu-batu di tangki sejuk sangat sejuk, sementara batu-batu di dalam tangki panas menjadi sangat panas hingga 600 darjah. Kredit: Claus Rye, Stiesdal Storage Technologies

Konsep menyimpan tenaga boleh diperbaharui dalam batu semakin hampir menjadi kenyataan dengan pembinaan kilang demonstrasi GridScale. Loji ini akan menjadi kemudahan penyimpanan elektrik terbesar di Denmark, dengan kapasiti 10 MWh. Projek ini dibiayai oleh Program Pembangunan Teknologi dan Demonstrasi Tenaga (EUDP) di bawah Badan Tenaga Denmark.
Batu berukuran kacang polong yang dipanaskan hingga 600 ° C pada tangki keluli bertebat besar merupakan teras projek inovasi baru yang bertujuan untuk membuat kejayaan dalam penyimpanan tenaga angin dan solar yang berselang.

Teknologi, yang menyimpan tenaga elektrik sebagai haba di batu, disebut GridScale, dan dapat menjadi alternatif yang murah dan efisien untuk menyimpan tenaga dari solar dan angin dalam bateri berasaskan lithium. Walaupun bateri litium hanya menjimatkan kos untuk pembekalan tenaga untuk jangka masa pendek hingga empat jam, sistem penyimpanan elektrik GridScale akan menampung bekalan elektrik dengan berkesan untuk jangka masa yang lebih lama - sehingga kira-kira seminggu.

â € œCuma cabaran sebenar dengan mewujudkan bekalan elektrik yang boleh diperbaharui 100 peratus ialah kita tidak dapat menjimatkan elektrik yang dijana semasa cuaca berangin dan cerah untuk digunakan di lain waktu. Permintaan dan pengeluaran tidak mengikut corak yang sama. Belum ada penyelesaian komersial untuk masalah ini, tetapi kami berharap dapat memberikannya dengan sistem penyimpanan tenaga GridScale kami, â € kata Henrik Stiesdal, pengasas syarikat teknologi iklim Stiesdal Storage Technologies, yang berada di belakang teknologi.

Secara ringkas, teknologi GridScale adalah mengenai pemanasan dan penyejukan basalt yang dihancurkan ke batu-batu kecil berukuran kacang dalam satu atau lebih set tangki keluli bertebat. Kemudahan penyimpanan dikenakan melalui sistem pemampat dan turbin, yang mengepam tenaga haba dari satu atau lebih tangki simpanan yang diisi dengan batu sejuk ke tangki simpanan yang serupa dengan batu panas, apabila terdapat lebihan tenaga dari angin atau matahari.

Ini bermaksud batu-batu di tangki sejuk menjadi sangat sejuk, sementara batu-batu di dalam tangki sejuk menjadi sangat panas; sebenarnya hingga 600oC. Panas dapat disimpan di dalam batu selama beberapa hari, dan jumlah set tangki berisi batu dapat bervariasi, bergantung pada jangka waktu penyimpanan yang diperlukan.

Apabila terdapat permintaan untuk elektrik lagi, prosesnya akan terbalik, sehingga batu-batu di tangki panas menjadi lebih sejuk sementara mereka menjadi lebih panas di tangki sejuk. Sistem ini didasarkan pada bahan penyimpanan yang murah dan teknologi yang matang dan terkenal untuk mengecas dan melepaskan.
â € œBasalt adalah bahan murah dan lestari yang dapat menyimpan sejumlah besar tenaga di ruang kecil, dan dapat menahan banyak caj dan pelepasan kemudahan penyimpanan. Kami sekarang sedang mengembangkan prototaip untuk teknologi penyimpanan untuk menunjukkan jalan ke depan dalam menyelesaikan masalah menyimpan tenaga boleh diperbaharui - salah satu cabaran terbesar untuk pembangunan tenaga lestari di seluruh dunia, "kata Ole Alm, ketua pembangunan di kumpulan tenaga Andel, yang juga merupakan sebahagian daripada projek ini.

Prototaip GridScale akan menjadi kemudahan penyimpanan terbesar dalam sistem elektrik Denmark, dan cabaran utama adalah untuk menjadikan fleksibiliti penyimpanan tersedia di pasaran elektrik dengan cara yang memberikan nilai terbaik. Oleh itu, ini juga akan menjadi sebahagian daripada projek ini.

Lokasi tepat tempat penyimpanan prototaip belum diputuskan. Walau bagaimanapun, ia pasti akan berada di bahagian timur Denmark di selatan atau barat Selandia atau di Lolland-Falster, di mana pengeluaran dari unit PV besar baru khususnya berkembang lebih cepat daripada penggunaan yang dapat meningkat.
Nama penuh projek inovasi adalah â € ˜GridScaleâ € ”penyimpanan elektrik berskala besar yang menjimatkan kosâ, dan akan berjalan selama tiga tahun dengan jumlah anggaran DKK 35 juta (EUR 4.7 juta). Projek ini dibiayai dengan DKK 21 juta (EUR 2.8 juta) dari Program Pembangunan Teknologi dan Demonstrasi Tenaga (EUDP).

Sebagai tambahan kepada syarikat Stiesdal dan Andel, kumpulan rakan kongsi terdiri daripada Aarhus University (AU), Technical University of Denmark (DTU), Welcon, BWSC (Burmeister Wain Scandinavian Contractor), Energi Danmark dan Energy Cluster Denmark.

Rakan kongsi akan memberikan analisis sistem tenaga dan pengoptimuman reka bentuk untuk kemudahan penyimpanan batu serta mengoptimumkan konsep teknikal dan menjadikan teknologi GridScale menjadi penyelesaian berskala siap untuk dipasarkan.

Sebagai contoh, model sistem tenaga Eropah yang dikembangkan oleh AU akan digabungkan dengan model untuk mengoptimumkan turbin yang dikembangkan oleh DTU untuk mendapatkan gambaran mengenai potensi peranan kemudahan penyimpanan batu dalam konteks Eropah dan mengoptimumkan reka bentuk:

â € œPeralihan kepada tenaga boleh diperbaharui mengubah cara sistem tenaga berfungsi â € hanya kerana tenaga angin dan solar tidak semestinya dihasilkan ketika kita memerlukannya. Oleh itu, kita perlu mengetahui bagaimana reka bentuk teknikal dapat disesuaikan dengan sistem tenaga dan di negara mana dan ketika dalam peralihan hijau teknologi mempunyai nilai yang paling besar. Kami akan berusaha untuk mengenal pasti gabungan teknologi tenaga yang akan memberikan nilai terbaik untuk penyelesaian penyimpanan. Saya berpendapat bahawa teknologi penyimpanan batu mempunyai potensi besar di banyak tempat di seluruh dunia dan boleh memberi kelebihan dalam peralihan hijau, â € kata Profesor Madya Gorm Bruun Andresen dari Jabatan Kejuruteraan Mekanikal dan Pengeluaran di Universiti Aarhus.