چگونه می توان از گرما برای ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده کرد

چگونه می توان از گرما برای ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده کرد چگونه می توانیم انرژی را از منابع انرژی تجدید پذیر متناوب ذخیره کنیم؟ بنی (من خالی هستم) / فلیکر, CC BY

تأثیر سوختهای فسیلی بر روی اورژانس آب و هوا فشار بین المللی برای استفاده از منابع انرژی کم کربن را به حرکت در می آورد. در حال حاضر بهترین گزینه ها برای تولید انرژی کم کربن در مقیاس بزرگ ، انرژی باد و خورشیدی است. اما با وجود پیشرفت های چند سال گذشته برای هر دو آنها کارایی و هزینه، یک مسئله مهم باقی مانده است: باد همیشه باد نمی بارد ، و خورشید همیشه نمی درخشد. شبکه برق که متکی به این منابع نوسان است ، تلاش می کند تا مرتباً هماهنگ باشند عرضه و تقاضا، و بنابراین انرژی تجدید پذیر گاهی به هدر می رود زیرا در صورت نیاز تولید نمی شود.

یکی از راه حل های اصلی برای حل این مشکل در مقیاس بزرگ است فن آوری های ذخیره سازی برق. این کارها با انباشت برق در هنگام عرضه بیش از تقاضا انجام می شود و در صورت وقوع برعکس ، آن را آزاد می کنند. با این حال ، یک مسئله با این روش این است که آن را شامل می شود مقادیر عظیمی از برق.

فن آوری های موجود برای ذخیره سازی مانند باتری ها به دلیل وجود این نوع پردازش ها مناسب نیستند هزینه بالا برای واحد انرژی. در حال حاضر، بیش از٪ 99 از ذخیره سازی برق در مقیاس بزرگ استفاده می شود سدهای هیدرولیکی پمپ شده است، که آب را بین دو مخزن از طریق یک پمپ یا توربین برای ذخیره یا تولید نیرو انتقال می دهد. با این وجود محدودیت هایی برای ساخت هیدرو پمپ بیشتر به دلیل نیازهای جغرافیایی آن وجود دارد.

یکی از گزینه های ذخیره سازی امیدوارکننده ، ذخیره انرژی حرارتی پمپ شده است. این فناوری نسبتاً جدید تقریباً مورد استفاده بوده است حدود ده سال، و در حال حاضر در کارخانه های آزمایشی مورد آزمایش قرار می گیرد.

چگونه می توان از گرما برای ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده کرد تبدیل برق به گرما در مدار مرکزی اتفاق می افتد ، سپس در مخازن گرم و سرد ذخیره می شود. پاو فارس آنتونز, نویسنده ارائه

ذخیره انرژی الکتریکی پمپ شده با تبدیل برق به گرما با استفاده از پمپ حرارتی در مقیاس بزرگ کار می کند. سپس این گرما در یک ماده داغ مانند آب یا شن در داخل مخزن عایق ذخیره می شود. در صورت لزوم ، گرما با استفاده از a به برق تبدیل می شود موتور گرمایی. این تبدیل انرژی با انجام می شود چرخه ترمودینامیکی، همان اصول فیزیکی که برای اجرای یخچال ، موتورهای اتومبیل یا نیروگاههای حرارتی استفاده می شود.

فناوری شناخته شده

ذخیره انرژی حرارتی پمپ شده مزایای بسیاری دارد. فرآیندهای تبدیل بیشتر به فناوری و اجزای متعارف متکی هستند (مانند مبدل های حرارتی, کمپرسور, توربین، و ژنراتورهای برقی) که قبلاً در صنایع برق و پردازش بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. این کار باعث می شود زمان مورد نیاز برای طراحی و ساخت انبار برق حرارتی پمپ شده ، حتی در مقیاس بزرگ ، کوتاه شود.

مخازن ذخیره سازی را می توان با مواد فراوان و ارزان قیمت مانند شن ، نمک مذاب یا آب پر کرد. و ، برخلاف باتریاین مواد تهدیدی برای محیط زیست ندارند. مخازن بزرگ نمک مذاب سالهاست که با موفقیت در نیروگاههای متمرکز خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد ، این یک فناوری انرژی تجدید پذیر است که دیده است رشد سریع در طول دهه گذشته انرژی خورشیدی متمرکز و ذخیره انرژی الکتریکی پمپ شده ، شباهت های زیادی با یکدیگر دارند ، اما در حالی که نیروگاه های خورشیدی متمرکز با ذخیره کردن نور خورشید به عنوان گرما (و سپس تبدیل آن به برق) انرژی تولید می کنند ، کارخانه های ذخیره سازی برق حرارتی پمپاژ شده برق را ذخیره می کنند که ممکن است از هر منبع - خورشیدی ، از جمله دیگر انرژی باد و حتی انرژی هسته ای

چگونه می توان از گرما برای ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده کرد نیروگاه خورشیدی متمرکز. آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر, CC BY-NC-ND

استقرار و فشرده سازی آسان

کارخانه های ذخیره سازی برق حرارتی پمپ شده بدون در نظر گرفتن جغرافیا می توانند در هر نقطه نصب شوند. آنها همچنین می توانند به راحتی مرتب شوند تا نیازهای شبکه را تأمین کنند. اشکال دیگر ذخیره انرژی فله در جایی که امکان نصب آنها وجود دارد محدود است. به عنوان مثال ، ذخیره آبهای پمپ شده نیاز به کوه ها و دره هایی دارد که می توانند مخازن آب قابل توجهی ساخته شوند. ذخیره انرژی هوای فشرده به غارهای بزرگ زیر زمینی متکی است.

ذخیره انرژی حرارتی پمپ شده دارای چگالی انرژی بالاتر از سد های آبی پمپ شده (می تواند انرژی بیشتری را در حجم معینی ذخیره کند). مثلا، ده بار در مقایسه با 1 کیلوگرم آب ذخیره شده در ارتفاع 100 متر در یک نیروگاه پمپاژ ، می توان از 1 کیلوگرم آب ذخیره شده در 500 درجه سانتیگراد برق بیشتری دریافت کرد. این بدان معنی است که برای مقدار معینی از انرژی ذخیره شده ، فضای کمتری نیاز است ، بنابراین ردپای محیطی گیاه کوچکتر است.

چگونه می توان از گرما برای ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده کرد مخازن نمک مذاب برای ذخیره انرژی حرارتی در نیروگاه خورشیدی کنسانتره. Abengoa

زندگی طولانی

اجزای ذخیره انرژی حرارتی پمپ شده معمولاً چندین دهه است. از طرف دیگر باتری ها به مرور زمان تخریب می شوند و نیاز به تعویض هر چند سال یکبار دارند - بیشتر باتری های ماشین برقی معمولاً فقط برای آنها تضمین می شوند حدود پنج تا هشت سال.

با این حال ، حتی اگر موارد بسیاری وجود دارد که باعث می شود ذخیره انرژی حرارتی پمپ شده برای ذخیره سازی در مقیاس بزرگ از انرژی تجدید پذیر مناسب باشد ، اما از جنبه های جانبی آن نیز برخوردار است. احتمالاً بزرگترین نقطه ضعف راندمان نسبتاً متوسط ​​آن است - یعنی مقدار برق در هنگام تخلیه در مقایسه با مقدار مصرف شده در مدت زمان تخلیه بازگردد. هدف از اکثر سیستم های ذخیره سازی برق حرارتی پمپ شده است 50-70٪ راندمان، در مقایسه با 80-90٪ برای باتری های یون لیتیوم or 70-85٪ برای ذخیره سازی هیدرولیک پمپ شده.

اما آنچه که قابل بحث است مهمترین هزینه است: هرچه پایین تر باشد ، جامعه سریعتر می تواند به سمت آینده ای با کربن پایین حرکت کند. ذخیره انرژی حرارتی پمپ شده است انتظار می رود که رقابتی باشد با سایر فن آوری های ذخیره سازی - اگرچه تا زمان بلوغ این فناوری به طور قطعی شناخته نمی شود و به طور کامل تجاری می شود. همانطور که ایستاده است ، چند سازمان در حال حاضر کارگر, نمونه های اولیه در دنیای واقعی. هرچه زودتر آزمایشگاه برق حرارتی پمپ شده را آزمایش و شروع کنیم ، زودتر می توانیم از آن برای کمک به انتقال به یک سیستم انرژی کم کربن استفاده کنیم.گفتگو

درباره نویسنده

آنتوان کوین ، کاندیدای دکترا در ذخیره سازی انرژی حرارتی پمپ شده ، دانشگاه کمبریج و Pau Farres Antunez ، محقق postdoctoral در ذخیره انرژی ، دانشگاه کمبریج

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

به دنبال InnerSelf در

آیکون فیس بوکنماد توییترآیکون یوتیوبنماد اینستاگرامنماد pintrestآیکون rss

 دریافت آخرین با ایمیل

مجله هفتگی الهام روزانه

آخرین فیلم ها

مهاجرت بزرگ آب و هوایی آغاز شده است
مهاجرت بزرگ آب و هوایی آغاز شده است
by کاربر فوق العاده
بحران آب و هوایی هزاران نفر را در سراسر جهان مجبور به فرار می کند زیرا خانه های آنها به طور فزاینده ای غیر قابل سکونت می شوند.
آخرین عصر یخبندان به ما می گوید که چرا ما باید در مورد تغییر 2 درجه دما دقت کنیم
آخرین عصر یخبندان به ما می گوید که چرا ما باید در مورد تغییر 2 درجه دما دقت کنیم
by آلن ن ویلیامز ، و همکاران
آخرین گزارش هیئت بین دولتی در مورد تغییر آب و هوا (IPCC) بیان می کند که بدون کاهش قابل توجهی ...
زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟
زمین میلیاردها سال قابل سکونت بوده است - دقیقاً چقدر خوش شانس بودیم؟
by توبی تیرل
تولید Homo sapiens 3 یا 4 میلیارد سال طول کشید. اگر فقط یک بار آب و هوا کاملاً خراب شده بود
چگونه نقشه برداری از 12,000 سال قبل می تواند به پیش بینی تغییرات آب و هوایی آینده کمک کند
چگونه نقشه برداری از 12,000 سال قبل می تواند به پیش بینی تغییرات آب و هوایی آینده کمک کند
by بریس ریا
پایان آخرین عصر یخبندان ، حدود 12,000 سال پیش ، با یک مرحله سرد نهایی به نام Dryas Youngas مشخص شد.
در این قرن قرار است دریای خزر 9 متر یا بیشتر سقوط کند
در این قرن قرار است دریای خزر 9 متر یا بیشتر سقوط کند
by فرانک وسلینگ و ماتئو لاتوادا
تصور کنید در ساحل هستید و به دریا نگاه می کنید. در مقابل شما 100 متر شن و ماسه بی ثمر نهفته است که به نظر می رسد a
زهره یک بار دیگر مانند زمین بود ، اما تغییرات آب و هوایی آن را غیرقابل سکونت کرد
زهره یک بار دیگر مانند زمین بود ، اما تغییرات آب و هوایی آن را غیرقابل سکونت کرد
by ریچارد ارنست
ما می توانیم از ونوس ، سیاره خواهرمان چیزهای زیادی در مورد تغییر اقلیم یاد بگیریم. ونوس در حال حاضر دمای سطح…
پنج ناباوری از آب و هوا: یک دوره سقوط در اطلاعات نادرست آب و هوا
پنج ناباوری آب و هوا: یک دوره سقوط در اطلاعات نادرست آب و هوا
by جان کوک
این ویدئو یک دوره سقوط در اطلاعات نادرست آب و هوایی است ، خلاصه ای از استدلال های اصلی مورد استفاده برای ایجاد تردید در واقعیت ...
قطب شمال 3 میلیون سال است که این گرم نیست و این به معنای تغییرات بزرگ سیاره است
قطب شمال 3 میلیون سال است که این گرم نیست و این به معنای تغییرات بزرگ سیاره است
by جولی بریگام-گرت و استیو پتچ
هر سال ، پوشش یخ دریا در اقیانوس منجمد شمالی در اواسط سپتامبر به یک نقطه کم تبدیل می شود. این سال فقط 1.44 measures اندازه دارد

آخرین مقالات

انرژی سبز 2 3
چهار فرصت هیدروژن سبز برای غرب میانه
by کریستین تائه
برای جلوگیری از بحران آب و هوایی، غرب میانه، مانند بقیه کشور، باید اقتصاد خود را به طور کامل کربن زدایی کند.
ug83qrfw
مانع اصلی پاسخگویی به تقاضا باید پایان یابد
by جان مور، روی زمین
اگر تنظیم‌کننده‌های فدرال کار درست را انجام دهند، مشتریان برق در سراسر غرب میانه ممکن است به زودی بتوانند درآمد کسب کنند در حالی که…
درختان برای کاشت برای آب و هوا2
برای بهبود زندگی شهر، این درختان را بکارید
by مایک ویلیامز رایس
یک مطالعه جدید بلوط های زنده و چنار آمریکایی را به عنوان قهرمان در میان 17 "درخت فوق العاده" معرفی می کند که به ساخت شهرها کمک می کند…
بستر دریای شمال
چرا باید زمین شناسی بستر دریا را برای مهار بادها درک کنیم؟
by ناتاشا بارلو، دانشیار تغییرات محیطی کواترنری، دانشگاه لیدز
برای هر کشوری که دسترسی آسان به دریای کم عمق و بادخیز شمال داشته باشد، بادهای فراساحلی کلید دیدار شبکه خواهد بود…
3 درس آتش سوزی برای شهرهای جنگلی در حالی که Dixie Fire تاریخی Greenville ، کالیفرنیا را نابود می کند
3 درس آتش سوزی برای شهرهای جنگلی در حالی که Dixie Fire تاریخی Greenville ، کالیفرنیا را نابود می کند
by بارت جانسون ، استاد معماری منظر ، دانشگاه اورگان
آتش سوزی در جنگل کوهستانی گرم و خشک در 4 آگوست شهر گلدن راش گرین ویل ، کالیفرنیا را فرا گرفت ...
چین می تواند به اهداف انرژی و آب و هوایی برسد که به زغال سنگ محدود می شود
چین می تواند به اهداف انرژی و آب و هوایی برسد که به زغال سنگ محدود می شود
by آلوین لین
در اجلاس آب و هوا رهبر در ماه آوریل ، شی جین پینگ متعهد شد که چین "به شدت قدرت زغال سنگ را کنترل خواهد کرد ...
آب آبی احاطه شده با چمن سفید مرده
نقشه 30 سال ذوب برف شدید در سراسر ایالات متحده را ردیابی می کند
by میکایلا میس-آریزونا
نقشه جدیدی از رویدادهای شدید ذوب برف در 30 سال گذشته فرآیندهایی را که باعث ذوب سریع می شوند ، روشن می کند.
در حالی که آتش نشانان در کنار جاده ای پارک کرده اند به آسمان نارنجی نگاه می کنند ، یک هواپیما ضد آتش قرمز را روی آتش می اندازد
مدل پیش بینی آتش سوزی 10 ساله و سپس کاهش تدریجی را پیش بینی می کند
by هانا هیکی-یو واشنگتن
نگاهی به آینده آتش سوزی درازمدت پیش بینی می کند که یک آتش سوزی در حدود یک دهه آغاز شود ،…

 دریافت آخرین با ایمیل

مجله هفتگی الهام روزانه

نگرش جدید - امکانات جدید

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | بازار داخلی
کپی رایت © 1985 - 2021 InnerSelf انتشارات. همه حقوق محفوظ است.