CAES технология — это важная часть концепции, которая известна как энергетический переход. Чтобы в него инвестировать, надо иметь широкий кругозор. Возьмем простой пример. Сейчас у всех на слуху технологии, связанные с возобновляемыми источниками энергии.
Не смотря на то, что спектр таких технологий гораздо шире, основное внимание остаётся направленным на генерацию электрической энергии или на разработку электрических аккумуляторов. Кроме того, уже стало общим местом сравнивать экологический ущерб от производства аккумуляторов с ущербом от использования ископаемого топлива.
Мои решения на MQL5 Market: инструменты Владимира Торопова для трейдеров
А между тем, существуют решения, позволяющие накапливать энергию и без использования электроаккумуляторов, и без экологического ущерба. Я привожу пример уже взлетевшего проекта, который успешно развивается благодаря инвестициям таких серьезных организаций как Goldman Sachs Asset Management, Canada Pension Plan Investment Board и других. Я говорю о Hydrostor. Вы можете отыскать другие перспективные проекты в этой или смежных областях.
CAES технология: пример
Hydrostor — канадская компания, специализирующаяся на передовых решениях для накапливания энергии с использованием сжатого воздуха в больших подземных хранилищах. Они разработали технологию под названием A-CAES (Advanced Compressed Air Energy Storage — Усовершенствованное хранение энергии на сжатом воздухе). Hydrostor реализует несколько проектов в Канаде и США.
Технология CAES компании Hydrostor работает как воздушный шар для хранения энергии, прижатый сверху толщей воды из наземного водоема. Работает она следующим образом. Когда подается электроэнергия из возобновляемых источников, таких как энергия ветра или солнца, это электричество используется для нагнетания воздуха в большие воздушные полости, которые находятся под водой.
Давление нагнетаемого воздуха освобождает место для большего его количества. Когда требуется электричество, реализуется обратный процесс: накопленный воздух высвобождается, выталкиваемый водой обратно вверх, и вращает турбины для выработки электроэнергии. Это похоже на хранение энергии в большой подводной батарее, готовой к использованию, когда она нам больше всего нужна! Вот, посмотрите видео о том, как всё это работает (англ. язык).
Главные преимущества этого решения: не нужно никакого топлива для эксплуатации, и природе наносится минимальный ущерб (никаких выхлопов). Таким образом, для разрешения серьезных противоречий не всегда нужны научные открытия. Порой бывает достаточно изящных технических решений. Однако, что же из себя представляет технология CAES в целом?
Более подробная информация о системах CAES
Системы хранения энергии на сжатом воздухе (CAES) представляют собой разновидность сетевых накопителей энергии. Они сохраняют её путем сжатия воздуха, используя избыток электроэнергии в периоды низкого спроса, и хранят этот воздух в подземных пещерах или резервуарах. Когда потребность в электроэнергии высока, сжатый воздух высвобождается и расширяется через турбины для выработки электроэнергии. Вот некоторые ключевые компоненты и характеристики систем CAES:
Сжатие
В непиковые часы, когда спрос на электроэнергию низкий, излишки электроэнергии используются для питания компрессоров, которые сжимают воздух до высокого давления, обычно в диапазоне от 7 до 20 МПа. Затем сжатый воздух хранится в подземных резервуарах, обычно соляных пещерах или истощенных месторождениях природного газа.
Хранение
Сжатый воздух закачивают под землю, используя для этого компактные емкости для хранения больших объемов сжатого воздуха. Эти резервуары имеют соответствующие геологические характеристики, чтобы гарантировать целостность и безопасность хранимого агента.
Мои решения на MQL5 Market: инструменты Владимира Торопова для трейдеров
Расширение
Когда потребность в электроэнергии возрастает, накопленный сжатый воздух высвобождается из резервуаров и расширяется через турбины. По мере расширения воздух приводит в движение лопатки турбины, которые соединены с генераторами, вырабатывающими электричество.
CAES технология: Главный элемент — турбодетандер
Турбодетандер является ключевым компонентом системы CAES, отвечающим за расширение сжатого воздуха и выработку электроэнергии. Он работает аналогично газовой турбине, но в обратном порядке. Когда расширенный воздух проходит через турбину, он приводит в движение генератор, производящий электроэнергию.
Повторное использование тепла
В процессе сжатия воздух нагревается за счет адиабатического нагревания. Чтобы повысить эффективность системы, технология CAES может включать в себя накопители тепловой энергии для сохранения этого тепла в целях последующего использования в процессе расширения. Это значительно повышает общую эффективность системы.
Эффективность и мощность
Говоря об эффективности систем CAES, нужно отметить, что на данный момент они обычно имеют КПД от 50% до 70%, в зависимости от таких факторов, как конструкция системы, тип используемых турбин и условия эксплуатации. Вследствие этого, они хорошо подходят для крупномасштабного долговременного хранения энергии мощностью от десятков до сотен мегаватт.
Как CAES технология воздействует на окружающую среду
Системы CAES оказывают относительно низкое воздействие на окружающую среду по сравнению с некоторыми другими методами хранения энергии, особенно при использовании их в связке с подземными соляными пещерами. Однако, как и все энергетические технологии, они имеют потенциальные недостатки. Эти промышленные объекты занимают значительные площади земель, являются достаточно шумными и требуют использования расходных материалов для обслуживания оборудования.
Заключение
В целом, системы CAES предлагают многообещающее решение для крупномасштабного хранения энергии. Они помогают интегрировать возобновляемые источники энергии в энергосистему и повышают её стабильность и надежность. Очевидно, что внедрение возобновляемых источников энергии продолжает расти. Поэтому ожидается, что технологии CAES будут играть все более важную роль в переходе к более чистому и устойчивому энергетическому будущему.