Comments 32
Ещё бы знать КПД.
CRYOBattery на 50 МВт и мощностью 250 МВт/ч
Вообще-то мощность измеряется в ваттах. Т.е. следует написать: «CRYOBattery на 250 МВт/ч и мощностью 50 МВт». Думал написать в личку, чтобы не флудить в комменты из-за такой ерунды, но не смог разгадать капчу.
P. S. Мозолит также глаза, когда пишут 24/7, будто это 24 часа в неделю.
250МВт⋅ч — ёмкость. Тут сразу две ошибки, дробь вместо умножения, и неверный термин.
50МВт — это мощность.
То есть правильной будет такая формулировка:
CRYOBattery мощностью 50 МВт и ёмкостью 250 МВт⋅ч.
a 50 MW liquid air energy storage facility (with a minimum of 250MWh)Они там подразумевают, что по единицам измерения всякий поймёт, где мощность, а где энергия. Оказалось, не всякий :-D
И про КПД этой системы в статье чёт не упоминается.
Но потом я понял главную фишечку этой системы… Именно в низкотемпературности.
Тепло, которое выделяется при охлаждении и сжатии газа, можно просто выделить в атмосферу. А потом из атмосферы и забрать! Потому что даже атмосферной температуры +20 вполне хватит, чтобы нагреть газ, достаточно его выпустить из ёмкости с утеплителем. Если нужна скорость — можно прогнать через радиаторы, через которые будет дуть атмосферный воздух.
Так что все безвозвратные энергозатраты системы — это на поддержание низкой температуры.
Явное преимущество перед системами с обычным сжатием газов (там засада в том, чтобы удержать тепло в больших объёмах. Или смириться с тепловыми потерями сжатого газа в пещерах и прочем) и высокотемпературными системами, заточенными в основном на то, чтобы нагреть вещество, а потом вещество нагревает воду и превращает в пар — тут уже потери на фазовый переход воды в пар, главная и вечная проблема низкого КПД паровых турбин.
КПД 50% это очень неплохо, сама турбина обычно ~50-60%. Из схемы видно что холодый воздух рекупируется.
А у гравитационных какой КПД? Которые вагоны по рельсам катают
Простейшая формула — 1 килограмм, поднятый на 100 метров, даёт потенциальной энергии mgh=1х10х100=1000 Джоулей = 0,28 Вт*ч. К этому надо добавить вес оборудования, здания, занимаемую площадь. У химических аккумов ёмкость в районе 50-250 Вт*ч на килограмм аккумулятора.
Потому что даже атмосферной температуры +20 вполне хватит,и отбирать при этом больше 50МВт у атмосферы? Ну-ну…
Любопытно, что дороже, жидкий азот в количестве необходимом для генерации одного мегаватт часа или природный газ?
Если азот, то имеет смысл его тупо продавать.
Если газ, то имеет смысл закупать азот и продавать электричество.
Непонятно, зачем два несвязанных процесса замыкать в одной установке, это неэффективно. Правильная половина установки даст больше выгод с меньшими вложениями.
Так основная цель — не экономия, как я понимаю, а хранение "зеленой" энергии для выравнивания нагрузки...
Объем с положительными ценами составил 218,8 ТВтч (96,6%), с отрицательными — 7,6 ТВтч (3,4%).
…
Объем продаж в положительных ценах составил 8429,1 млн. евро (98,4%), в отрицательных — 133,5 млн. евро (1,6%).
Институт Фраунгофера, Фрайбург 2020, стр 45-46
С батарейными станциями хранения скоро будут носиться как с ядерными отходами — пусть потомки думают как их переработать
В данном случае:
1. Шумовое загрязнение (не критично, но все же)
2. Тепловое загрязнение. Причем не стабильное, а цикличное — охлаждение/нагрев атмосферного воздуха. Приведет в дисбалансу регионального климата, колебаниям влажности, появлению незапланированного тумана, росы.
Уровень вредности/безвредности можно оценить только в ходе эксплуатации, через несколько лет.
Делаем бассейн 200х200х20м, забиваем свинцовыми пластинами, заливаем электролит, получаем мега-аккумулятор, по типу автомобильного. Соотнося объемы, получаем емкость 4ГВт*ч. (пальцы показали объем в 50М раз больше). Все. Можно запускать стартап.
Переработка элементов не проблема (свинец и кислота), срок службы продляется заменой пластин. Про стоимость пальцы ничего не сказали, но не думаю, что дороже криогенного завода.
Отличное техническое решение. В данный моментв этом году пишу заявку на изобретение на аналогичное устройство и способ. В качестве аналога взял устройство хранения сжатого газа (то есть, без фазового перехода) пытаюсь аналитически сравнить кпд (не ожижения, а всей установки) хранения энергии в виде сжиженного газа и системы хранения того же количества энергии в сжатом виде. Сам не знаю, кто меня надоумил корректно рассчитать балансы энергии. В открытой печати наиболее глубоко изучены ( и отражены в справочниках) свойства тяжелой воды, гексафторида урана, воды, воздуха и природного газа метана ( а с ним задача приобретает осмыссленность). Есть отечественные рассчеты опорожнения газовозов объёмом в 5 куб. м, есть расчеты заполнения газом ёмкостей. Расчет сжатия-расширения оказался более сложным чем расчет сжижения — регазификации,. ибо при сжимании варьируется давление, плотность, теплоёмкость, температура всего объёма хранения, а при сжижении- газификациии относительно всего хранилища меняется только объём жидкой фракции, а давление насыщенных паров постоянное.
По преддложенному устройству, я бы сразу отказался от криогенного насоса — вешь дорогая и легко может быть запрещена к ввозу в страну по санкциям. Поэтому два криогенных клапана подают сжиженный газ под давлением насыщенных паров последовательно в испарители- накопители, оснащенные на выходе подогреваемыми обратными клапанами и дросселями.
Разделение электромотора на генератор и электродвигатель мне также кажется роскошеством. Единственное, что оправдывает это роскошество — разная мощность на сжижении и на аварийной электрогенерации.
А в целом каждый инженер должен уметь рассчитывать двухведерный самогонный аппарат и предложенные компанией устройства хранения энергии.
А для расчета экономической эффективности в части стоимости капитальных вложений в систему хранения энергии в сжатом виде можно взять стоимость железного лома в России — 12 руб/кг.
КПД установки достигает 70% только тогда, когда для регазификации используется «дармовой» пар с температурой 110 градусов от тепловой электростанции, стоящей рядом. Если такого бесплатного постоянного подарка нет, КПД снижается до 50% (83% — это КПД тепловой электростанции в Слау).
В цикле сжатия установка потребляет энергию из электрических сетей и выделяет тепло (в статье в ПМ не написано, каким образом отводится тепло от сжижаемого воздуха — воздушным или водяным охлаждением). Выбросы тепла экологи считают вредным воздействием энергетики на окружающую среду.
В цикле регазификации установка потребляет тепло для превращения воздуха в газообразное состояние и разогрева его до 110 градусов и выбрасывает в окружающую среду отработанный воздух, охлажденный до -40 градусов, то есть производит туман, сырость и лёд. Полезность такого воздействия на окружающую среду, похоже, экологами ещё не изучалась.
Так как циклы сжатия и регазификации разнесены во времени, повторное использование выброшенных тепла и холода вряд ли возможно.
Емко и холодно: в Великобритании построят крупнейшую в мире криобатарею