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

[soldatovdd.livejournal.com]

Т.е. залившаяся в шар через турбину вода производит энергии больше, чем потом требуется на откачку этой воды из шара?

[blak-n-wait.livejournal.com]

не слишком ли сложно? и какой процент потерь энергии на закачку/разгрузку предполагается?

[e-maksimov.livejournal.com]

Я правильно понимаю, что давление воздуха в шаре не равно давлению окружающей среды?

[e-maksimov.livejournal.com]

Поздравляю, Вы изобрели вечный двигатель.

[morrales.livejournal.com]

одинаково

[morrales.livejournal.com]

теряется 20% энергии

[morrales.livejournal.com]

заряженный энергией содержит вакуум, отдавший энергию содержит воду.

[alter ego (from livejournal.com)]

имхо, тупиковая ветвь.

[einstitut.livejournal.com]

Вполне вероятно, все-таки глубоководные работы, удельные кап. затраты представляются высокими. Но по экономике подробностей они не дают.

[kot-1958.livejournal.com]

Вопрос. я так понимаю ---- в стоимости и сроке действия этих аккумуляторов....

[einstitut.livejournal.com]

Срок службы, думаю, там хороший, а вот с удельными капитальными затратами действительно вопрос. Они, очевидно, не малы, и такого потенциала снижения, как у электрохимических аккумуляторов или у водорода здесь нет.

[einstitut.livejournal.com]

Не сложно, не сложнее ГАЭС, но, не исключено, что дороговато.

[gekkkon.livejournal.com]

гм. проблема ж не в получении КПД в 100+%, а в накоплении энергии в "жирные" периоды для того, чтоб отдать её в "тощие" периоды.
да и сжатому до 60-80 атм воздуху можно найти прямое применение, а не криво крутить им генератор;).

[e-maksimov.livejournal.com]

Тогда это будет очень дорогая в строительстве и обслуживании система. Значительный перепад давлений при ежедневных циклах на длительных сроках эксплуатации потребует усиления конструкции емкости и арматуры. Рабочее тело не дистиллят, а природная вода с мусором и живностью, следовательно неизбежно засорение и заиление емкости, трубопроводов, клапанов и насоса, что потребует периодической профилактики, а емкость-то на глубине и ремонтнику потребуется не роба, а гидрокостюм, а то и жесткий нормобарический скафандр.

[biglebowsky.livejournal.com]

Проект выглядит жутко сложным.
Не проще ли дотащить электрическим проводом энергию до ближайшего холма / горы, и на этом холме построить стандартную гидроаккумулирующую электростанцию?
Строить, обслуживать, ремонтировать на поверхности намного проще и дешевле, чем под водой.
С пресной водой работать намного проще, чем с морской. В морской воде не спасает оцинковка стали. Корродирует обычная арматура прямо внутри бетона. Даже не все сорта нержавейки выживают: вполне возможна ситуация, что растворенного в воде кислорода оказалось недостаточно, защитной пленки на нержавейке не образовалось, и пошла коррозия...

Там практически нет воздуха

[svarogych.livejournal.com]

Там практически нет воздуха - только тот, что был в сосуде на поверхности и он останется там навсегда.
В похожей схеме с воздухом предлагается делать гибкие сосуды из резины, что позволяет в десятки раз удешевить ёмкости, но с огромным падением КПД.

Ну на глубине под километр

[svarogych.livejournal.com]

Ну на глубине под километр с этим дело обстоит попроще чем на поверхности, так что сама идея весьма интересна и заслуживает тестирования.

[loguntsov.livejournal.com]

Даю новую идею нашим германским товарищам: Сделать большой резиновый очень эластичный шар, опустить его на глубину и надуть. Никаких движущихся частей, все очень просто, минимум обслуживания. Запасается столько же энергии если не больше )))

[aleksandrstlbp.livejournal.com]

Как перевести на немецкий "Илон Маск" ?

Кстати только что прочитал в новостях:
"Компания из «Сколково» создала уникальную систему для накопления электричества".
Тоже не понятно что там нового они изобрели.

Это если рядом есть горы

[svarogych.livejournal.com]

Это если рядом есть горы, а если их нет, то всё становится намного печальнее.
Но, что смешнее всего, в Европе практически негде использовать такие схемы - почти все моря лежат на континентальном шельфе и глубины в 1 км в территориальных водах можно найти только у стран Средиземноморья.

Да и в других местах планеты как правило большие прибрежные глубины сопровождаются наличием поблизости вполне приемлемых для ГАЭС гор (А всё из-за тектоники), так что реальное использование схемы возможно только в весьма необычных условиях.

[fiksabulta.livejournal.com]

Роторы офшорных ветропарков в периоды штиля можно же крутить электромоторами, запитанными от тамошних электросетей. Это же экономическая основа и базис альтернативных энергетик.

[e-maksimov.livejournal.com]

С живностью у дна на глубинах не так что бы сильно проще, разве что планктона и рыбы меньше, зато с илом с точностью наоборот - чем глубже, тем хуже, ведь вся толща воды сверху гадит и все это опускается на дно. Зато на больших глубинах обслуживание возможно только подводными аппаратами (НПА и пилотируемыми), что на порядок снижает производительность и ведет к резкому росту затрат на одни и те же операции по обслуживанию. Ну ладно, ил легко вымывается, а вот как они собрались бороться с обрастанием и отложениями имеющими твердую структуру? Даже если не учитывать всяких мелких рачков и кораллы - после откачки воды неизбежно испарение и минеральные отложения на поверхностях арматуры, постепенно снижающие КПД системы и приводящие к отказам в последствии.

[e-maksimov.livejournal.com]

Не навсегда :) Газовый состав и объем "пузыря" кардинально изменится со временем - часть компонентов растворится в воде при заполнении (еще и давление внутри сосуда увеличится, что ускорит процесс) и будет унесена наружу с откаченной водой. И наоборот, какие-то газы выйдут из остатков воды после откачки её основного объема и снижения давления внутри сосуда. Итоговый газовый состав "пузыря" можно узнать только экспериментально, так как результат зависит от глубины, состава воды в месте установки и живности влияющий на газообмен воды.

[ubpskh.livejournal.com]

Проблему можно решать двумя способами

первый -- это откачивать по трубам чистую воду в резервуар на поверхности

второй -- это раз в несколько лет доставать шарик на поверхность для обслуживания

[e-maksimov.livejournal.com]

Первый способ значительно увеличивает затраты на создание инфраструктуры, второй не менее значительно увеличивает затраты на её обслуживание. К тому же, если на поверхности есть место для столь объемного резервуара, зачем тогда размещать шарики на дне?