כיצד ניתן להשתמש בחום לאחסון אנרגיה מתחדשת

כיצד ניתן להשתמש בחום לאחסון אנרגיה מתחדשת כיצד נוכל לאגור אנרגיה ממקורות אנרגיה מתחדשים לסירוגין? בני (אני ריק) / פליקר, CC BY

ההשפעה שיש לדלקים מאובנים על מצב חירום אקלימי מניעה דחיפה בינלאומית להשתמש במקורות אנרגיה נמוכים בפחמן. כרגע האפשרויות הטובות ביותר לייצור אנרגיה נמוכה בפחמן בקנה מידה גדול הן אנרגיה רוח ושמש. אך למרות השיפורים במהלך השנים האחרונות לשניהם ביצועים ו עלות, נותרה בעיה משמעותית: הרוח לא תמיד נושבת, והשמש לא תמיד זורחת. רשת חשמל הנשענת על המקורות המשתנים הללו נאבקת בהתאמה מתמדת היצע וביקוש, וכך אנרגיה מתחדשת לפעמים מבזבז כי זה לא מיוצר בעת הצורך.

אחד הפתרונות העיקריים לבעיה זו הוא בקנה מידה גדול טכנולוגיות לאחסון חשמל. אלה עובדים על ידי צבירת חשמל כאשר ההיצע עולה על הביקוש, ואז משחררים אותו כאשר ההפך קורה. עם זאת, סוגיה אחת בשיטה זו היא שהיא כרוכה בכך כמויות אדירות של חשמל.

טכנולוגיות אחסון קיימות כמו סוללות לא יועילו לתהליך מסוג זה, בשל התהליך שלהן עלות גבוהה ליחידת אנרגיה. נכון לעכשיו, מעל% 99 אחסון חשמל בקנה מידה גדול מנוהל על ידי סכרים הידרו שאובים, שמעבירים מים בין שני מאגרים דרך משאבה או טורבינה לאחסון או לייצור חשמל. עם זאת, ישנם גבולות עד כמה ניתן לבנות הידרו שאוב יותר בגלל הדרישות הגאוגרפיות שלו.

אפשרות אחסון מבטיחה אחת היא אחסון חשמל תרמי שאוב. הטכנולוגיה החדשה יחסית הזו קיימת כבר עכשיו כעשר שנים, ונבדק כעת במפעלי טייס.

כיצד ניתן להשתמש בחום לאחסון אנרגיה מתחדשת המרת חשמל לחום מתרחשת במעגל המרכזי, ואז מאוחסנים במיכלים חמים וקרים. פאו פארס אנטונז, מחבר מסופק

אחסון חשמל תרמי שאוב פועל על ידי הפיכת חשמל לחום באמצעות משאבת חום בקנה מידה גדול. לאחר מכן מאוחסן חום זה בחומר חם, כמו מים או חצץ, בתוך מיכל מבודד. במידת הצורך, החום הופך בחזרה לחשמל באמצעות א מנוע חום. המרות אנרגיה אלה נעשות באמצעות מחזורים תרמודינמיים, אותם עקרונות פיזיים המשמשים להפעלת מקררים, מנועי מכוניות או תחנות כוח תרמיות.

טכנולוגיה ידועה

לאחסון חשמל תרמי שאוב יתרונות רבים. תהליכי ההמרה נשענים בעיקר על טכנולוגיה ורכיבים קונבנציונליים (כגון מחליפי חום, מדחסים, טורבינותוגנרטורים חשמליים) שכבר נמצאים בשימוש נרחב בענפי הכוח והעיבוד. זה יקצר את הזמן הנדרש לתכנון ובניית אחסון חשמל תרמי שאוב, אפילו בקנה מידה גדול.

את מיכלי האחסון ניתן למלא בחומרים שופעים וזולים כמו חצץ, מלחים מותכים או מים. וכן, שלא כמו סוללות, חומרים אלה אינם מהווים איום על הסביבה. מיכלי מלח מותכים גדולים משמשים בהצלחה מזה שנים רבות בתחנות כוח סולאריות מרוכזות, שהיא טכנולוגיית אנרגיה מתחדשת שראתה גידול מהיר בעשור האחרון. אנרגיה סולארית מרוכזת ואחסון חשמל תרמי שאוב חולקים קווי דמיון רבים, אך בעוד שתחנות כוח סולאריות מרוכזות מייצרות אנרגיה על ידי אחסון אור השמש כחום (ואז המרתו לחשמל), מתקני אחסון חשמל תרמי שאובים מאחסנים חשמל שעלול להגיע מכל מקור - שמש, רוח או אפילו אנרגיה גרעינית, בין היתר.

כיצד ניתן להשתמש בחום לאחסון אנרגיה מתחדשת תחנת כוח סולארית מרוכזת. מעבדת אנרגיה מתחדשת לאומית, CC BY-NC-ND

קל לפריסה וקומפקטית

ניתן להתקין מפעלי אחסון חשמל תרמי שאובים בכל מקום, ללא קשר לגיאוגרפיה. ניתן גם לקלוט אותם בקלות כדי לענות על צרכי האחסון של הרשת. צורות אחרות של אחסון אנרגיה בכמויות גדולות מוגבלות על ידי המקום בו ניתן להתקין אותן. לדוגמא, אחסון הידרו שאוב מחייב הרים ועמקים שבהם ניתן לבנות מאגרי מים משמעותיים. אחסון באנרגיית אוויר דחוס מסתמך על מערות תת-קרקעיות גדולות.

לאחסון חשמל תרמי שאוב יש א צפיפות אנרגיה גבוהה יותר מאשר סכרים הידרו שאובים (זה יכול לאגור יותר אנרגיה בנפח נתון). לדוגמה, עשר פעמים ניתן לשחזר יותר חשמל מ -1 ק"ג מים המאוחסנים ב 100 מעלות צלזיוס, לעומת 1 ק"ג מים המאוחסנים בגובה של 500 מטר במפעל הידרו שאוב. משמעות הדבר היא שנדרש פחות מקום לכמות נתונה של אנרגיה המאוחסנת, כך שטביעת הרגל הסביבתית של המפעל קטנה יותר.

כיצד ניתן להשתמש בחום לאחסון אנרגיה מתחדשת מיכלי מלח מותכים לאחסון אנרגיה תרמית בתחנת כוח סולארית מרוכזת. אבנגואה

חיים ארוכים

רכיבי אחסון החשמל התרמי הנשאב נמשכים בדרך כלל עשרות שנים. מצברים, לעומת זאת, מתמעטים לאורך זמן וצריך להחליף אותם כל כמה שנים - לרוב מובטחות רק סוללות רכב חשמלי ל בערך חמש עד שמונה שנים.

עם זאת, למרות שיש הרבה דברים שהופכים את אחסון החשמל התרמי לשאוב מתאים לאחסון בקנה מידה גדול של אנרגיה מתחדשת, יש לו חסרונות. יתכן שהחיסרון הגדול ביותר הוא יעילותו הצנועה יחסית - כלומר כמה חשמל מוחזר בזמן הפריקה לעומת כמות שהוכנסה במהלך הטעינה. רוב מערכות האחסון החשמלי התרמי המשאוב שואפות יעילות של 50-70%לעומת 80-90% עבור סוללות ליתיום-יון or 70-85% לאחסון הידרו שאוב.

אך מה שטוען ככל הנראה הוא העלות: ככל שהוא נמוך יותר, החברה יכולה להתקדם לעבר עתיד נמוך בפחמן. אחסון חשמל תרמי שאוב הוא צפוי להיות תחרותי עם טכנולוגיות אחסון אחרות - אם כי זה לא ידוע בוודאות עד שהטכנולוגיה תתבגר ותתמכר במסחר מלא. כפי שזה נראה, כמה ארגונים כבר יש עובד, אבות-טיפוס בעולם האמיתי. ככל שנבדוק מוקדם יותר ולהתחיל לפרוס אחסון חשמל תרמי שאוב, כך נוכל להשתמש בו מוקדם יותר כדי לסייע במעבר למערכת אנרגיה דלת פחמן.שיחה

על המחבר

אנטואן קון, מועמד לדוקטורט באחסון אנרגיה תרמית שאובה, אוניברסיטת קיימברידג' ופאו פארס אנטונז, חוקרת פוסט-דוקטורט באחסון אנרגיה, אוניברסיטת קיימברידג'

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים_טכנולוגיה

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

עקוב אחר InnerSelf ב

אייקון פייסבוקאייקון טוויטרסמל YouTubeאייקון אינסטגרםסמל pintrestאייקון rss

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

הסרטים האחרונים

הגירת האקלים הגדולה החלה
הגירת האקלים הגדולה החלה
by משתמש סופר
משבר האקלים מכריח אלפים ברחבי העולם לברוח מכיוון שבתיהם הופכים יותר ויותר למגורים.
עידן הקרח האחרון מספר לנו מדוע עלינו לדאוג לשינוי בטמפרטורה
עידן הקרח האחרון מספר לנו מדוע עלינו לדאוג לשינוי בטמפרטורה
by אלן נ ויליאמס, et al
הדו"ח האחרון של הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) קובע כי ללא ירידה משמעותית ...
כדור הארץ נשאר מגורים מיליארדי שנים - בדיוק איזה מזל קיבלנו?
כדור הארץ נשאר מגורים מיליארדי שנים - בדיוק איזה מזל קיבלנו?
by טובי טירל
לקח לאבולוציה 3 או 4 מיליארד שנים לייצר הומו ספיינס. אם האקלים היה נכשל לחלוטין פעם אחת בלבד באותו ...
כיצד מיפוי מזג האוויר לפני 12,000 שנה יכול לעזור לחזות שינויי אקלים עתידיים
כיצד מיפוי מזג האוויר לפני 12,000 שנה יכול לעזור לחזות שינויי אקלים עתידיים
by בריס ריי
סוף עידן הקרח האחרון, לפני כ -12,000 שנה, התאפיין בשלב קר אחרון שנקרא Dryas הצעיר יותר ...
הים הכספי אמור ליפול ב -9 מטרים ומעלה במאה הזו
הים הכספי אמור ליפול ב -9 מטרים ומעלה במאה הזו
by פרנק וסלינג 'ומתאו לטואדה
דמיין שאתה נמצא על החוף, משקיף אל הים. לפניך מונח 100 מטרים של חול צחיח שנראה כמו ...
ונוס הייתה עוד פעם כמו כדור הארץ, אך שינויי האקלים הפכו אותה לבלתי ראויה למגורים
ונוס הייתה עוד פעם כמו כדור הארץ, אך שינויי האקלים הפכו אותה לבלתי ראויה למגורים
by ריצ'רד ארנסט
אנו יכולים ללמוד הרבה על שינויי אקלים מוונוס, כוכב אחותנו. לנוגה יש כיום טמפרטורת שטח של ...
חמש אי אמונות באקלים: קורס התרסקות במידע מוטעה באקלים
חמשת אי האמונה באקלים: קורס התרסקות במידע מוטעה באקלים
by ג 'ון קוק
סרטון זה הוא קורס קריסה במידע מוטעה באקלים, המסכם את הטיעונים המרכזיים המשמשים להטלת ספק במציאות ...
הארקטי לא היה כל כך חם במשך 3 מיליון שנה וזה אומר שינויים גדולים עבור הפלנטה
הארקטי לא היה כל כך חם במשך 3 מיליון שנה וזה אומר שינויים גדולים עבור הפלנטה
by ג'ולי בריגהאם-גרט וסטיב פטיש
מדי שנה, כיסוי קרח הים באוקיאנוס הארקטי מצטמצם עד לנקודה נמוכה באמצע ספטמבר. השנה הוא מודד רק 1.44 ...

כתבות אחרונות

אנרגיה ירוקה2 3
ארבע הזדמנויות מימן ירוק למערב התיכון
by כריסטיאן טיי
כדי למנוע משבר אקלים, המערב התיכון, כמו שאר המדינה, יצטרך לשחרר את כלכלתו לחלוטין על ידי...
ug83qrfw
החסם העיקרי לתגובת דרישה צריך להסתיים
by ג'ון מור, על כדור הארץ
אם הרגולטורים הפדרליים יעשו את הדבר הנכון, ייתכן שלקוחות החשמל ברחבי המערב התיכון יוכלו בקרוב להרוויח כסף בזמן...
עצים לשתילה לאקלים2
לשתול עצים אלה כדי לשפר את חיי העיר
by מייק וויליאמס-רייס
מחקר חדש קובע אלונים חיים ושקמים אמריקאים כאלופים בין 17 "עצי סופר" שיעזרו להפוך ערים...
קרקעית הים הצפונית
מדוע עלינו להבין את הגיאולוגיה של קרקעית הים כדי לרתום את הרוחות
by נטשה בארלו, פרופסור חבר לשינוי סביבתי רבעוני, אוניברסיטת לידס
עבור כל מדינה שבורכה בגישה נוחה לים הצפוני הרדוד והסוער, רוח מהחוף תהיה המפתח למפגש רשת...
3 שיעורי אש בשדה קוצים לעיירות יער כאשר דיקסי פייר הורסת את גרינוויל ההיסטורית, קליפורניה
3 שיעורי אש בשדה קוצים לעיירות יער כאשר דיקסי פייר הורסת את גרינוויל ההיסטורית, קליפורניה
by בארט ג'ונסון, פרופסור לאדריכלות נוף, אוניברסיטת אורגון
שריפת שריפה בוערת ביער הרים חם ויבש שטפה את העיר Gold Rush, גרינוויל, קליפורניה, ב -4 באוגוסט,…
סין יכולה לעמוד ביעדי אנרגיה ואקלים המכסים את עוצמת הפחם
סין יכולה לעמוד ביעדי אנרגיה ואקלים המכסים את עוצמת הפחם
by אלווין לין
בפסגת האקלים של המנהיג באפריל, התחייב שי ג'ינפינג כי סין תשלוט בקפדנות בכוח הפחם ...
מים כחולים מוקפים דשא לבן מת
מפה עוקבת אחר 30 שנים של התכה שלג קיצונית ברחבי ארה"ב
by מיקיילה מייס-אריזונה
מפה חדשה של אירועי התכה שלג קיצוניים במהלך 30 השנים האחרונות מבהירה את התהליכים המניעים התכה מהירה.
מטוס משליך מעכב אש אדום על שריפת יער כשכבאים חונים לאורך כביש מביטים למעלה לשמיים הכתומים
המודל חוזה פרץ של 10 שנים של שריפה, ולאחר מכן ירידה הדרגתית
by חנה היקי-יו. וושינגטון
מבט על עתידם לטווח הארוך של שריפות היער מנבא פרץ ראשוני בן כעשור בערך של פעילות מדורות, ...

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

עמדות חדשות - אפשרויות חדשות

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | שוק InnerSelf
זכויות יוצרים © 1985 - פרסומי 2021 InnerSelf. כל הזכויות שמורות.