Группа "Каспийская Энергия" разработала новый способ накопления и хранения энергии

• 

В рамках заседания Научно-технического совета Автономной некоммерческой организации "Инжиниринговый центр энергетического машиностроения" (АНО ИЦЭМ) Группа "Каспийская Энергия" представила свою инновационную разработку - "Способ накопления и хранения больших объемов электрической энергии при помощи термодинамического накопителя электроэнергии (ТНЭ)". 

Назначение накопителя:

-Накопление, кратковременное хранение (от нескольких
часов до нескольких дней) и возврат значительных
объемов электроэнергии:
Возможная емкость накопителя:
-От нескольких мегаватт-часов (неменее 10), до
нескольких гигаватт-часов.

 

Применение накопителя:

В энергосистемах:
-Сглаживание суточной неравномерности нагрузки энергосистем за
счет накопления энергии в период ночного провала потребления и выдачи
энергии в период дневных пиков потребления.

Совместно с маломаневренными генерирующими мощностями:
-Адаптация маломаневренных базовых генерирующих мощностей,
например,таких как АЭС,к энергосистемам со значительной переменной
составляющей в графике потребления.

 

Совместно с потребителями со значительной переменной
составляющей в графике потребления:

-Повышение средней пропускной способностидля ЛЭП,питающих
составляющей в графике потребления.

 

Совместно с потребителями со значительной переменной

составляющей в графике потребления:

-Снижение мощности подключения для потребителей с
неравномерным графиком потребления электроэнергии.

Совместно с генерирующими мощностями на возобновляемых
источниках энергии:
- С ветроэлектростанциями
-С солнечными электростанциями на фотоэлементах.

Принцип работы накопителя:

Зарядка и хранение:
-Получение накапливаемой механической (электрической) энергии от
внешнего источника.
- Преобразование механической  (электрической) энергии в
высокотемпературную и низкотемпературную тепловую энергию в тепловом
насосе с газовым рабочим телом (замкнутый обратный рекуперативный цикл
Брайтона).
-Передача тепловой энергии жидким теплоносителям,в которых полученная
тепловая энергия хранится.

Разрядка:
-Передача тепловой энергии, накопленной в жидких теплоносителях,
тепловой машине с газовым рабочим телом (замкнутый рекуперативный цикл
Брайтона).
-Преобразование тепловой энергии в механическую (электрическую) в
тепловой машине.
-Передача возвращаемой механической (электрической) энергии потребителю. Термодинамический накопитель энергии.

Применяемые жидкие и газообразные среды:

Рабочее тело теплового насоса и тепловой машины:

–воздух, или азот, или аргон, или газовые смеси на его основе.

Теплоносители по КОНСЕРВАТИВНОМУ (предлагаемому) варианту реализации:
-Высокотемпературный – например, расплав смеси нитрата натрия и
нитрата калия (так называемая  «солнечная соль»,«solar salt», 60%
NaNO3, 40% KNO3).

-Низкотемпературный – например, водно-солевые (например, формиатные, или ацетатные антифризы), или водно-спиртовые (например, водно-метанольная) смеси, или спирты (например метанол)
с температурой замерзания до – 55С˚и ниже.

Теплоносители по ЭКСТРЕМАЛЬНОМУ варианту реализации:
-Высокотемпературный – металлический натрий, или калий, или их
сплав (до700С˚и выше).
-Низкотемпературный, например, пропан, или бутан,или пентан,
или их смесь (до - 120С˚и ниже).

 

Удельная энергоемкость и эффективность:

Консервативный вариант:
Массовая, суммарно для ВТТ и НТТ~ 37Вт·ч/кг
Объемная, суммарнодля ВТТ и НТТ~45Вт·ч/литр
КПД аккумуляции– 62 - 66%.

Экстремальный вариант:
~до100Вт·ч/кг и более.
КПД аккумуляции – до70% и выше

Для справки:
Удельная энергоемкость свинцовых аккумуляторов~ 32 – 40Вт·ч/кг
Удельная энергоемкость литиевых аккумуляторов~180 Вт·ч//кг
КПД аккумуляции ГАЭС (ЗАГАЭС) - 70 – 72% (из годовых отчетов ЗАГАЭС)

 

Ёмкость накопителя:

Ёмкость накопителя по электроэнергии является, наряду с мощностью, ключевым проектным
параметром и определяется объёмом имеющихся теплоносителей. Проектный объём
теплоносителей выбирается исходя из удельной потребности в выбранных теплоносителях для
накопления накопления11МВт чМВт·ч.

Мощность накопителя:

Мощность накопителя зависит от:
►Мощности единичных турбоагрегатов (специально спроектированных).
►Количества примененных турбоагрегатов
Возможно:
►Обеспечение необходимой мощности установкой нескольких одинаковых турбоагрегатов
►Применение в одном накопителе разных по мощности турбоагрегатов.
 
Реализация накопителя:

Существующий уровень техники достаточен !

- Проектирование накопителя в соответствии с предлагаемым техническим
решением относится к технологическому и энергетическому проектированию и
является «рутинным» при существующем  уровне инжиниринга.
- Все материалы, применяемые в проекте накопителя, являются «каталожными», находящимися в свободной продаже.
-Теплообменное оборудование контуров теплоносителей и газового
контура, машинное оборудование (за исключением турбомашин газового
контура), электротехническое оборудование, оборудование КИП, запорно-
регулирующая арматура, являются «каталожными»,находящимися в
свободной продаже.

Индивидуальная разработка:
-Турбомашины контура газообразного тела – индивидуальная разработка
(конструирование) для выбранных мощностей зарядки и разрядки.
Инженерный и производственный уровень существующих разработчиков и
производителей турбооборудования (компрессоры, турбины) достаточен.

 

Существующая практика применения предлагаемых теплоносителей:

Высокотемпературный теплоноситель.
- Расплавленные смеси нитратов и/или нитритов щелочных металлов (например,
так называемые сплавы CC-3,CC-4) на протяжении многих десятилетий
используются в качестве высокотемпературных теплоносителей в химической и
металлургической промышленности.
- В начале 70-х годов 20-го века нитратные теплоносители были предложены
для применения в солнечной энергетике.
- В настоящее время применение расплавленной смеси NaNO3–KNO3 (Solar Salt)
в тепловых солнечных электростанциях стало традиционным.

Низкотемпературный теплоноситель.
- Водные растворы неорганических и органических солей щелочных и
щелочноземельных металлов традиционно применяются в качестве
низкотемпературных теплоносителей до температур примерно -55˚С.
- Водно-спиртовые смеси могут быть применены до температур -60˚С и ниже.
- Спирты и их смеси могут быть применены до температур-80˚С и ниже.

Более подробно можно посмотреть тут .

 

 

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.