Подводный накопитель энергии

[einstitut.livejournal.com]

Оригинал взят у einstitut в Подводный накопитель энергии

Считается, что бурное распространение новых ВИЭ — солнечной и ветроэнергетики — требует ускоренного развития и внедрения накопителей энергии для оптимизации управления нестабильными потоками энергии. Это не такой уж простой вопрос, и сегодня мы в него глубоко погружаться не будем. Погрузимся лучше в морские глубины.

Новый вид ГАЭС (гидроаккумулирующих электростанций) начал тестироваться в Германии. Разработка осуществлена Институтом ветроэнергетики и энергетической системной техники (Fraunhofer IWES) на основе открытия ученых Хорста Шмидта-Бёкинга (Horst Schmidt-Böcking) из Гёте-Университета и Герхарда Лютера (Gerhard Luther) из Университета Саарбрюккена. Проект, поддерживаемый Федеральным министерством экономики и энергии (BMWi) носит название StEnSea (Stored Energy in the Sea – Энергия, хранящаяся в море). В проекте участвует строительный концерн HochTief, имеющий богатый опыт бетонных работ в самых разных условиях.



Накопитель представляет собой бетонный шар диаметром 30 метров, устанавливаемый на морском дне. В полом корпусе сверху находится отверстие со встроенным турбонасосом (как у обычной наземной ГАЭС). При открытии клапана вода устремляется внутрь, приводя в действие турбину — так осуществляется производство электроэнергии и «разрядка» накопителя. «Накопление» энергии осуществляется путем откачивания из шара воды с помощью электрического насоса. Емкость накопителя линейно увеличивается с ростом глубины, на которой он размещается.



Исследования в рамках проекта начались еще в 2013 г, они включали в себя большой объем теоретической работы с динамическим моделированием и симуляцией системы. «Полевые» испытания проводятся на Боденском озере (Bodensee) на глубине 100 метров. Для тестирования используется модель 1:10, которая будет находиться на дне в течение четырех недель, начиная с 09.11.2016. После завершения испытаний будет подобрано подходящее место в Европе для полномасштабного демонстрационного проекта.

По опубликованным данным проект становится экономически целесообразным при глубинах от 600-800 метров. На глубине 700 м шар диаметром 30 м обеспечивает емкость накопителя в 20 МВт*ч. Дополнительные технические и экономические характеристики не раскрываются.



Проектом предполагается установка группы таких накопителей неподалеку от офшорных ветропарков для аккумуляции «избыточной», не находящей потребителей электроэнергии, и напротив, её выработки в периоды штиля. В то же время значительная проектная глубина размещения ограничивает географию их распространения. В качестве целевых рынков, имеющих подходящий рельеф дна, рассматриваются Норвегия, Испания, США и Япония.

Фото: © Fraunhofer IWES | Energiesystemtechnik

Источник

Comments

[ubpskh.livejournal.com]

И что этот насос с километровой глубины накачает? :)

[sawely3.livejournal.com]

туда воздух и обратно тоже, вырабатывая при этом электричество.

[ubpskh.livejournal.com]

нет, насос будет качать воду.

сначала выдавит ее наружу из шарика под давлением в 100 атмосфер (то есть поднимет ее на километр вверх) а потом примет обратно, получая энергию от километрового столба воды

с воздухом такие концепты тоже есть, но там шарик не бетонный а резиновый, переменного объема. И глубины вроде как другие, потому что в случае с воздухом труба должна держать давление

[sawely3.livejournal.com]

сударь, трубопровод к этому шарику проложен всё-равно, иначе чем будет замещаться и как будет туда вкачиваться вода? какой смысл ставить этот насос под водой? с воздухом такие концепты есть, вопрос в их безопасности и стоимости, иначе-бы давно на них все ездили.

[ubpskh.livejournal.com]

Не знаю, проложен ли туда трубопровод, но это и неважно

Вода ничем не замещается. Расположенный внизу шарика насос просто выкачивает ее наружу и все. Может в идущую наверх трубу выкачать (если хочется чтобы арматура и насос работали в пресной воде эту трубу придется проложить), а может просто в океан выплюнуть, тогда труба не нужна

Снаружи вода под 100 атмосфер, внутри не то чтобы вакуум, но разрежение, 0,01-0,02 атмосферы (при этом давлении кипит холодная вода)

Выкачал, клапан закрыл, ждет. Когда есть потребность в энергии, клапан открывается и вода с километровой высоты (неважно, из трубы пресная или сразу вот снаружи шарика соленая) идет через турбину внутрь и вырабатывает электроэнергию

[sawely3.livejournal.com]

если ничем не замещается, то насос должен качать уже 200 атмосфер(силу давления на конструкцию, в тысячах тонн, сами посчитаете?), а не 100. и при этом резервуар постоянно подвержен переменным нагрузкам, быстро умрёт. а ещё и вода вскипит, что тогда насос будет качать?

[ubpskh.livejournal.com]

зачем 200? Если снаружи 100, то 101 - это уже достаточно

прочность - дело решаемое. Если из бетона строят здания почти километровой высоты, то и с этим шариком проблем не будет

кипящую воду насос, конечно, качать не будет. Если он будет работать достаточно медленно (а быстро ему и незачем) то вода будет успевать испаряться, интенсивного кипения не будет

[sawely3.livejournal.com]

для этого требуется предварительна накачка сжимаемого(вода несжимаема) газа, а "кипение" происходит во всём объёме жидкости, а не только на поверхности.

[avotara.livejournal.com]

В морской воде много растворенного воздуха, понизь давление и он выйдет.
Да и сделать небольшой карман для воздуха, не проблема. Воздух можно растянуть на неограниченный объем, до вакуума.

[sawely3.livejournal.com]

ЕЩЁ РАЗ повторюсь- при наличии в ёмкости всего одного отверстия, БЕЗ РАЗНИЦЫ какое там предварительное давление и в каком месте она расположена(хоть в космосе), при откачке-закачке туда ЛЮБОГО наполнителя ПЕРЕПАД давлений с внешней средой(соответственно и нагрузки на стенки) ВСЕГДА будет зависеть ТОЛЬКО от возможностей насоса и прочности стенок..

[roquefort-tln.livejournal.com]

Перепад давлений будет зависеть от только от возможностей насоса только при надувании емкости.
При откачке перепад давлений будет равен ровно внешнему давлению. Внутри-то ноль, отрицательного давления не бывает

[sawely3.livejournal.com]

вы не поняли? при неизменяемом объёме резервуара РАЗНИЦА давлений, никак не зависит от внешних условий.

[sawely3.livejournal.com]

резиновый не имеет смысла, все пневмодвигатели работают на повышенном давлении.

[ubpskh.livejournal.com]

Если вы закачаете воздух в резиновый шарик на глубине в 100 метров, он будет под давлением в 10 атмосфер. И это-же давление будет по всей высоте трубы. Это ж газ, он такой.

[sawely3.livejournal.com]

если на глубине, то да, но не один резиновый шарик не проживёт в таком режиме 50 лет. а бетонный с открытым дном проживёт.

[ubpskh.livejournal.com]

да, но бетонный дороже. И, в данном случае, ни к чему -- особая прочность там не нужна

[sawely3.livejournal.com]

он дороже в цене без учёта эксплуатационных расходов, прочности и долговечности. никто почему-то не хранит газ в резиновых ёмкостях.

[ubpskh.livejournal.com]

дети хранят в надувных шариках ))

[sawely3.livejournal.com]

только оттуда он уходит, диффузия однако.

[gekkkon.livejournal.com]

"никто почему-то не хранит газ в резиновых ёмкостях" -- и для чего же придумали газгольдерные ткани, да и сами газгольдеры?;)

[sawely3.livejournal.com]

а вы читали какое в них давление?

[gekkkon.livejournal.com]

ок. примерно атмосферное. но хранят же?;)

другой пример из реальности -- водопроводные гидроаккумуляторы. рабочее давление не меньше 16 атм, внутри резиновый мешок с воздухом практически во весь объём аккумулятора. время жизни резинки -- да, несколько лет, но при более интенсивном дрыгании мешка, чем в предполагаемом энергоаккумуляторе.

[roquefort-tln.livejournal.com]

жидкости зато вовсю хранят

[sawely3.livejournal.com]

какие жидкости и сколько лет?

[roquefort-tln.livejournal.com]

воду, топливо.