Федерална асоциация за съхранение на геотермален сгъстен въздух
Нестабилното енергийно предлагане на възобновяеми енергийни източници изисква портфолио от различни системи за съхранение на енергия. Метрото предлага стратегическо съхранение на енергия в TWh мащаб. Като опции за съхранение, в зависимост от необходимия капацитет, има кухини с малки диаметри (микро до сантиметри, така нареченото съхранение на порите) или кухини с големи диаметри (метри и значително по-големи, така наречените каверни). Адиабатно съхранение на сгъстен въздух позволяват широкомащабно и ефективно съхранение на електроенергия, с предизвикателството на съхранение на топлина при висока температура и високо налягане.
Адиабатните електроцентрали за съхранение на сгъстен въздух са особено подходящи за подпомагане на интегрирането на променливи възобновяеми енергии чрез часови резерви и пиково натоварване на електроенергия. Те използват компресията или разширяването на въздуха, за да съхраняват излишното електричество под земята под формата на потенциална енергия. Все пак са необходими значителни усилия за тяхното комерсиализиране. Електроцентралите за съхранение на сгъстен въздух с „диабетно“ управление на процеса, които са въведени до момента, са обект на присъщи на системата ограничения за ефективност поради загубата на компресионна отпадъчна топлина. Само „адиабатното“ управление на процеса позволява да се избегне този недостатък. Основната идея на процеса е изгодно да се свърже топлината на компресия, която възниква в процеса на разширяване. Това се постига чрез временно съхраняване на топлината от компресията и връщането й в процеса на изхвърляне на резервоара за съхранение.
Тази технология може да замени компенсацията за топлинни загуби от изкопаеми енергийни източници (изгаряне на газ). Постигнатото по този начин "оползотворяване на отпадъчната топлина" осигурява значително подобрени нива на ефективност на съхранение от около 70% (електричество към електричество). В случай на адиабатно съхранение на сгъстен въздух, компресията се поддържа от компресори. Системата има топлинен резервоар за топлината от компресията, който се използва отново, когато сгъстеният въздух се освободи от магазина. Нагрятият сгъстен въздух се използва за генериране на електричество с помощта на турбините. Съхранението на топлина е централен компонент на този тип електроцентрали, като в същото време има специална нужда от развитие на този компонент. Системите за съхранение на геотермална енергия са особено подходящи.
Тъй като налягането ще намалява непрекъснато, когато сгъстеният въздух се извлича от резервоара, или турбината трябва да бъде проектирана за това, или спадът на налягането трябва да се поддържа постоянен чрез подходящи мерки, като насложен воден стълб. Интелигентни решения са възможни тук, когато се използват водоносни хоризонти като места за съхранение.
Значение в геотермалната енергия
Технологиите, необходими за съхранение на сгъстен въздух, имат известна технологична близост до дълбоката геотермална енергия. Това е особено вярно, ако сгъстеният въздух не се съхранява в пещери, а в поровото пространство, например във водоносни хоризонти. Това важи и ако съхранението на топлина е създадено като геотермално съхранение на топлина, което със сигурност е най-добрата форма на съхранение за големи капацитети за съхранение.
литература
Ернст Хюнгес: Термично, механично и съхранение на материали в геоложкото подземие - концепции, технологии и експлоатационен опит. FVEE • Теми 2013.