مستقبل التخزين الحراري الاقتصادي لطاقة الرياح

  • يسمح التخزين الحراري بإعادة استخدام طاقة الرياح الزائدة في أوقات ارتفاع الطلب.
  • التكنولوجيا لديها القدرة على الوصول إلى كفاءة 50٪ في المستقبل.
  • إن استخدام مواد مثل الرمل والألمنيوم يقلل من التكاليف ويسمح بتخزين الطاقة لفترات طويلة.

سيمنز

تعمل شركة سيمنز على تطوير ملف تكنولوجيا التخزين الحراري الاقتصادية الذي يعد بإحداث ثورة في إدارة الطاقة الزائدة من المصادر المتجددة. وهذه الطريقة الجديدة، التي هي قيد التحقيق في شمال ألمانيا، يمكنها أن تفعل ذلك تصبح معيارا لكفاءة الطاقة على مستوى العالم. العملية بسيطة: يتم تحويل طاقة الرياح الزائدة إلى حرارة، والتي يتم بعد ذلك تخزينها في حاوية معزولة. وفي أوقات ارتفاع الطلب، تقوم التوربينات البخارية بتحويل تلك الحرارة إلى كهرباء.

هذا النموذج يعد بأن يكون كذلك اقتصادية للغاية بسبب انخفاض تكلفة التركيب والتشغيل. حصلت شركة سيمنز على دعم مالي من الحكومة الفيدرالية الألمانية لمواصلة تطويرها في هامبورغ، بالتعاون مع شركة هامبورغ للطاقة وجامعة هامبورغ للتكنولوجيا (TUHH).

عملية التخزين الحراري

وتتكون التكنولوجيا من نظام يتم فيه تحويل الطاقة الزائدة من المصادر المتجددة، وخاصة الرياح، إلى حرارة وتخزينها في الحجارة عند درجات حرارة عالية. وقد تم تصميم هذا النظام للعمل في أكثر من 600 درجة مئوية، مما يضمن الاحتفاظ بالحرارة بكفاءة. تقوم المروحة، التي تشبه مبدأ المسدس الحراري، بتوجيه الهواء فوق الحجارة لتسخينها. لاستعادة الطاقة، يتم استخدام الحرارة المخزنة لتوليد الضغط، مما يؤدي إلى تنشيط توربين بخاري يحول الطاقة الحرارية مرة أخرى إلى كهرباء.

سيمنز كما أنها تركز أيضًا على تحسين كفاءة التحميل والتفريغ للتخزين. تعد الطريقة التي يحيط بها العزل بالنظام أمرًا بالغ الأهمية لزيادة كفاءة الطاقة وتقليل فقدان الحرارة. ومن المتوقع أن تتقدم التكنولوجيا بشكل كبير في السنوات القادمة.

التخزين الحراري

نظام التخزين لديه القدرة الحالية للتخزين ما يصل إلى 36 ميجاوات ساعة من الطاقة بحجم حوالي 2,000 متر مكعب من الحجر. ومن خلال استخدام الغلاية، يتم إنتاج طاقة تصل إلى 1.5 ميجاوات من الكهرباء، مع القدرة على التشغيل لمدة تصل إلى 24 ساعة. وتتمتع هذه التقنية بالقدرة على الوصول إلى كفاءة تصل إلى 50% في المستقبل، متجاوزة معدل كفاءتها الحالي البالغ 25%.

إمكانية تطبيق تكنولوجيا FES

ستكون تقنية FES (تخزين الطاقة القوية) التي طورتها شركة Siemens قابلة للتطبيق على معظم الأشخاص أنواع توربينات الرياحمما يجعلها مرنة ومربحة للغاية. على الرغم من إمكاناته الكبيرة، فإن العيب الوحيد الملحوظ للنظام هو الحاجة إلى مساحات مادية كبيرة لإيواء الحاويات الحجرية.

  • ويمكن تكييف هذه التكنولوجيا مع أي نوع من توربينات الرياح، مما يجعلها متعددة الاستخدامات لأنواع مختلفة من المنشآت.
  • ومن المتوقع، مع التقدم في الكفاءة، أن يتمكن النظام من إنتاج المزيد من الطاقة بتكلفة أقل.

نظام التخزين الحراري هذا ويمثل قفزة كبيرة في التحول إلى الطاقات المتجددة. إلى جانب تقنيات مبتكرة أخرى مثل عجلة GeoOrbital التي تحول الدراجات إلى دراجات كهربائيةتمثل شركة سيمنز علامة فارقة مهمة على الطريق نحو استدامة الطاقة.

التخزين الحراري بالرمل

بالإضافة إلى تكنولوجيا تخزين الحرارة في الحجارة، تم مؤخرا دراسة أنظمة أخرى مثل التخزين الحراري في الرمال. تعتبر هذه التقنية أكثر اقتصادا وقابلة للتطبيق على المدى الطويل. تستكشف مؤسسات مثل المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) في الولايات المتحدة إمكانية استخدام الرمال للاحتفاظ بالحرارة الناتجة عن الطاقات المتجددة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية.

يتم تسخين الرمال بواسطة الرياح أو الطاقة الشمسية، حيث تصل درجات الحرارة إلى 1,000 درجة مئوية. ثم يتم تخزينها في صوامع لاستخدامها لاحقًا عند زيادة الطلب على الطاقة. يتميز هذا النوع من التخزين بأنه قادر على الصيانة أكثر من 95% من الطاقة الحرارية يتم تخزينها لمدة خمسة أيام على الأقل، مما يوفر حلاً فعالاً وطويل الأمد لإدارة الطاقة.

ومقارنة بتقنيات تخزين الطاقة الأخرى مثل بطاريات الليثيوم أيون أو تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ، يتبين أن تخزين الرمال أرخص كثيرا، حيث تتراوح التكلفة التقديرية بين 4 و 10 دولارات لكل كيلووات في الساعة. ويتناقض هذا مع ما يتراوح بين 150 إلى 300 دولار لكل كيلووات في الساعة بالنسبة للتقنيات الأخرى مثل الهواء المضغوط أو بطاريات الليثيوم، مما يجعل الرمال بمثابة حل منخفض التكلفة وعالي القدرة للمستقبل.

المشاريع البحثية والتخزين الاقتصادي

وتسعى العديد من المبادرات الأوروبية أيضًا إلى تطوير حلول مبتكرة لتخزين الحرارة منخفض التكلفة. مثال على ذلك هو المشروع كشف، الذي يدرس استخدام الألومنيوم كوسيلة لتخزين الطاقة الحرارية لعدة أشهر أو حتى سنوات. سيستفيد هذا النظام من وفرة الألومنيوم وتكلفته المنخفضة، والذي يتمتع بكثافة طاقة تصل إلى 15 ميجاوات في الساعة/مXNUMX. ويمثل هذا التقدم بديلاً اقتصاديًا طويل المدى لإدارة فائض الكهرباء المولد من المصادر المتجددة.

ومن الأبحاث الواعدة الأخرى التخزين الكيميائي الحراري باستخدام أكاسيد المعادن، مثل تلك التي طورتها شركة RedoxBlox. ويسمح هذا النظام بتخزين الحرارة في درجات حرارة تصل إلى 1,500 درجة مئوية، باستخدام مواد وفيرة ومنخفضة التكلفة. ولشحن النظام، يتم استخدام الكهرباء المتجددة لرفع درجة حرارة المادة، مما يؤدي إلى إطلاق الأكسجين وتخزين الطاقة الكيميائية. وعندما يلزم استرداد هذه الطاقة، يقوم النظام بعكس التفاعل ويولد حرارة يمكن استخدامها في العمليات الصناعية أو لتوليد الكهرباء.

مزايا التخزين الحراري في إزالة الكربون

التخزين الحراري هو مفتاح إزالة الكربون لقطاع الطاقة والعمليات الصناعية الأخرى. مع ابتعاد العالم عن الوقود الأحفوري وبحثه عن بدائل أكثر استدامة، يتم وضع تخزين الطاقة الحرارية كواحد من أكثر الحلول التي يمكن الوصول إليها على المستوى الاقتصادي واللوجستي.

لا ينطبق هذا النوع من التخزين على توليد الكهرباء فحسب، بل يمكن استخدامه أيضًا في قطاعات مثل صناعات الصلب والأسمنت والأغذية والمشروباتوالتي تتطلب كميات كبيرة من الحرارة لتشغيلها. وستجد هذه القطاعات التي يصعب إزالة الكربون عنها، في التخزين الحراري حلا فعالا لكهربة إنتاجها دون انبعاثات كربونية.

هذا المزيج من التكلفة المنخفضة وسعة التخزين العالية والقدرة على الاستمرار على المدى الطويل يجعل التخزين الحراري حلاً رائدًا في تحول الطاقة العالمي.


اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.