Дешево аккумулировать энергию из альтернативных источников поможет песок - «Технологии»

Ученые из Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии США предложили создавать хранилища энергии из кварцевого песка. Он отличается стабильностью и низкой стоимостью — всего около 30–50 долларов за тонну.

Свою идею исследовательская группа воплотила в проекте ENDURING. Это название расшифровывается как «экономичная система для длительного хранения электроэнергии с использованием дешевых накопителей тепла и высокоэффективного энергетического цикла». Утверждается, что разработка представляет собой масштабируемое решение, которое может быть установлено практически в любом месте.

Базовая конфигурация хранилища обладает емкостью 26 ГВт•ч. Когда в сети избыток электричества, оно используется для зарядки накопителя. Для этого кварцевый песок пропускают через резистивные нагревательные элементы, в результате чего его температура повышается до 1200 °C. Горячий материал скапливается в термоизолированных бункерах-башнях.

Когда требуется получить сохраненную энергию, в нижней части бункеров открываются отверстия, и песок под действием силы тяжести высыпается в теплообменник, нагревая рабочий газ. Его давление повышается, и он начинает вращать турбины, от которых работают электрогенераторы. Отдавший тепло песок перемещают обратно в бункеры храниться там, пока не появится возможность снова нагреть его с помощью дешевой электроэнергии из сети.

По словам ученых, стоимость хранения энергии в ENDURING составляет 2–4 доллара/кВт•ч. Причем такие установки можно создавать на основе инфраструктуры угольных и газотурбинных электростанций, выведенных из эксплуатации. Кроме того, песчаные накопители подходят для использования в качестве стабильного источника тепла для промышленных предприятий.

«Песок и бетонные бункеры с огнеупорной термоизоляцией доступны по цене, поэтому позволяют обеспечить дешевое хранение энергии, — рассказывает один из исследователей Патрик Давенпорт. — Традиционные системы, предназначенные для полноценного электроснабжения в течение 4 часов, сложно увеличивать до размеров, при которых они могут удовлетворять потребностям электросети целого города. Поэтому теперь, когда востребованы крупномасштабные накопители энергии, новая технология имеет большое значение».

В настоящее время ученые испытывают прототипы нагревателей и теплообменников для ENDURING.

Источник: nrel.gov