Siemens razvija a ekonomična tehnologija skladištenja toplote koji obećava revoluciju u upravljanju viškom energije iz obnovljivih izvora. Ova nova metoda, koja se istražuje u sjevernoj Njemačkoj, mogla bi postati standard za energetsku efikasnost na globalnom nivou. Proces je jednostavan: višak energije vjetra pretvara se u toplinu, koja se zatim pohranjuje u izoliranom kontejneru. U trenucima velike potražnje, parna turbina tu toplinu pretvara u električnu energiju.
Ovaj model obećava da će biti izuzetno ekonomičan zbog niske cijene instalacije i rada. Siemens je imao finansijsku podršku njemačke savezne vlade da nastavi svoj razvoj u Hamburgu, zajedno sa Hamburg Energie i Hamburškim tehnološkim univerzitetom (TUHH).
Rad termičkog skladištenja
Tehnologija se sastoji od sistema u kojem se višak energije iz obnovljivih izvora, posebno vjetra, pretvara u toplinu i skladišti u kamenju na visokim temperaturama. Ovaj sistem je dizajniran da radi na više od 600 stepeni Celzijusa, osiguravajući da se toplota efikasno zadrži. Ventilator, sličan principu toplotnog pištolja, kanališe vazduh preko kamenja da bi ga zagrejao. Za povrat energije, ta uskladištena toplina se koristi za stvaranje tlaka, koji aktivira parnu turbinu koja pretvara toplinsku energiju natrag u električnu.
siemens Takođe se fokusira na optimizaciju efikasnosti punjenja i istovara skladišta. Način na koji izolacija okružuje sistem je ključan za maksimalizaciju energetske efikasnosti i minimiziranje gubitaka toplote. Očekuje se da će tehnologija značajno napredovati u narednim godinama.
Sistem za skladištenje ima trenutni kapacitet za skladištenje do 36 megavat sati energije u zapremini od oko 2,000 kubnih metara kamena. Korištenjem bojlera proizvodi se izlazna snaga do 1.5 megavata električne energije, sa kapacitetom rada do 24 sata. Ova tehnologija ima potencijal da u budućnosti dostigne efikasnost od 50%, nadmašujući sadašnju stopu efikasnosti od 25%.
Primjenjivost FES tehnologije
Tehnologija FES (Force Energy Storage) koju je razvio Siemens bit će primjenjiva na većinu vrste vjetroturbina, što ga čini izuzetno fleksibilnim i profitabilnim. Unatoč velikom potencijalu, jedina značajna mana sistema je potreba za velikim fizičkim prostorima za smještaj kamenih kontejnera.
- Tehnologija se može prilagoditi bilo kojoj vrsti vjetroturbina, što je čini raznovrsnom za različite vrste instalacija.
- Očekuje se da će, uz napredak u efikasnosti, sistem biti u stanju da proizvodi više energije po nižim troškovima.
Ovaj sistem za skladištenje toplote To predstavlja veliki skok u prelasku na obnovljive izvore energije. Zajedno sa drugim inovativnim tehnologijama kao npr GeoOrbital točak koji pretvara bicikle u električne, Siemens označava važnu prekretnicu na putu ka energetskoj održivosti.
Termoskladište sa pijeskom
Pored tehnologije skladištenja toplote u kamenu, nedavno su istraženi i drugi sistemi kao npr termalno skladištenje u pesku. Ova tehnika je znatno ekonomičnija i dugoročno održiva. Institucije kao što je NREL (Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju) u Sjedinjenim Državama istražuju mogućnost korištenja pijeska za zadržavanje topline koju stvaraju obnovljivi izvori energije poput vjetra ili sunca.
Pijesak se zagrijava energijom vjetra ili sunca, dostižući temperaturu do 1,000 stepeni Celzijusa. Zatim se skladišti u silosima za kasniju upotrebu kada se poveća potražnja za energijom. Prednost ovog tipa skladištenja je mogućnost održavanja više od 95% toplotne energije čuvaju najmanje pet dana, nudeći efikasno, dugoročno rješenje za upravljanje energijom.
U poređenju sa drugim tehnologijama skladištenja energije, kao što su litijum-jonske baterije ili pumpna hidroelektrana, skladištenje peska se ispostavilo da je mnogo jeftinije, sa procenjenom cenom između 4 i 10 dolara po kilovat-satu. Ovo je u suprotnosti sa 150 do 300 dolara po kWh za druge tehnologije kao što su komprimirani zrak ili litijumske baterije, pozicionirajući pijesak kao jeftino rješenje velikog kapaciteta za budućnost.
Istraživački projekti i ekonomično skladištenje
Razne europske inicijative također nastoje razviti inovativna rješenja za jeftino skladištenje topline. Primjer je projekat Otkrijte, koji proučava upotrebu aluminijum kao sredstvo za skladištenje toplotne energije mesecima ili čak godinama. Ovaj sistem bi iskoristio prednosti obilja i niske cijene aluminijuma, koji ima gustinu energije do 15 MWh/m³. Ovaj napredak predstavlja dugoročnu i ekonomičnu alternativu za upravljanje viškom električne energije proizvedene iz obnovljivih izvora.
Još jedno obećavajuće istraživanje je termohemijsko skladištenje pomoću metalnih oksida, kao što je ono koje je razvio RedoxBlox. Ovaj sistem omogućava skladištenje toplote na temperaturama do 1,500 stepeni Celzijusa, koristeći obilne i jeftine materijale. Za punjenje sistema, obnovljiva električna energija se koristi za podizanje temperature materijala, koji oslobađa kiseonik i skladišti hemijsku energiju. Kada ova energija treba da se povrati, sistem preokreće reakciju i stvara toplotu koja se može koristiti u industrijskim procesima ili za proizvodnju električne energije.
Prednosti termičkog skladištenja u dekarbonizaciji
Termo skladište je ključ za dekarbonizaciju energetskog sektora i drugih industrijskih procesa. Kako se svijet udaljava od fosilnih goriva i traži održivije alternative, skladištenje toplinske energije se pozicionira kao jedno od najpristupačnijih rješenja na ekonomskom i logističkom nivou.
Ova vrsta skladišta nije primjenjiva samo na proizvodnju električne energije, već se može koristiti i u sektorima kao što su npr industrije čelika, cementa, hrane i pića, koji zahtijevaju velike količine topline za svoj rad. Ovi sektori, koje je teško dekarbonizirati, naći će u termoakumulaciji efikasno rješenje za elektrifikaciju svoje proizvodnje bez emisije ugljika.
Ova kombinacija niske cijene, velikog kapaciteta skladištenja i dugoročne održivosti čini skladištenje topline vodećim rješenjem u globalnoj energetskoj tranziciji.