Принцип работы теплоаккумулятора: ≋ Что такое теплоаккумулятор • Принцип работы теплоаккумулятора

Буферная емкость. Конструкция и принцип работы.

Подключение:

• Патрубки подключения к системе отопления (верхний – для горячей воды и нижний – для холодной). Теплоаккумулятор может быть рассчитан и под несколько источников тепла.
• Внизу бака – технический слив воды.
• Патрубки для подключения ГВС (при комплектации резервуаром или змеевиком).
• Выход под предохранительный клапан.
• Выход по ТЭН.
• Подключение под два температурных датчика (верх и низ).

Теплоаккумулятор имеет подключение к котлу – малый круг, и отопительной системе – большой круг.

• Малый круг. Принцип работы аккумулирующей емкости основан на отборе из нижней части бака остывшей воды в котел и подачи горячей воды в верх емкости, при этом не происходит интенсивного смешивания воды, так как удельный вес горячей воды меньше холодной. Циркуляционный насос отбирает остывшую часть теплоносителя, пока бак не заполнится горячей водой. Для осуществления контроля поступления и температуры теплоносителя используется смесительный узел.
• Большой круг заключается в подаче теплоносителя к радиаторам. Циркуляционный насос, расположенный на обратной линии, подает остывший теплоноситель из системы отопления, вытесняя горячую воду. Данный контур работает пока в помещении не наберется конкретная заданная температура (температуру регулирует комнатный термостат).

Комплектация теплоаккумуляторов.

Для повышения эффективности работы емкости рекомендуется утепление (40 – 100 мм).

Аккумулирующая емкость может быть укомплектована:

1. Встроенный электронагреватель (фланцевый ТЭН).
2. Змеевики из черной или нержавеющей стали, из меди. Назначением встроенных теплообменников является:
   • Приготовление ГВС.
   • Подключение дополнительного источника тепла.
   • Подключение теплых полов.
   • Подключение гелиосистем.
3. Резервуар для подготовки ГВС 100 – 200 литров.

Подключение теплоаккумулятора.

Одна из самых простых схем подключения рассчитана для работы в системе с естественной циркуляцией. Система будет работать при выключении электроэнергии. Цепь включает в себя: насос, трехходовой и обратный клапан. Нагретый теплоноситель от котла поступает к радиаторам через трехходовой клапан до тех пор, пока температура подачи не наберет 60 ⁰С. Затем, клапан начинает добавлять холодный теплоноситель из нижней части бака, при этом не понижая температуру 60 ⁰С. Остальной нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок бака. При полном сгорании топлива температура в линии подачи начнет падать. При достижении определенного уровня, термостат начнет перекрывать подачу от котла и приоткрывать поток теплоносителя из емкости. Затем бак постепенно будет заполнятся холодным теплоносителем – конец цикла.

Вторая наиболее распространенная схема – работа с принудительной циркуляцией теплоносителя – включает следующие элементы: насос, термостатический и обратный клапан, запорно-регулировочную арматуру и температурные датчики. Данная схема может иметь множество ветвей подключения (радиаторы, теплый пол и др.), но при этом на каждое направление должен быть установлен циркуляционный насос. Буферная емкость в этой схеме выполняет функцию гидравлического распределителя. Теплоноситель поступает сначала в бак (не в систему отопления).

Магазин теплоаккумуляторов находится в Киеве (адрес смотрите контактную информацию). В магазине можно получить и полную консультацию и выгодное ценовое предложение, а также монтаж.

Похожие статьи

Тепловой аккумулятор водяного отопления

Опубликовано: 06.07.2017Рубрика: Актуальное

Содержание статьи:

• • 1.Принцип работы теплового аккумулятора
  • 2.Преимущества теплоаккумуряторов
  • 3.Выбор теплоаккумулятора

Установка теплового аккумулятора в систему отопления позволяет значительно увеличить ее коэффициент полезного действия и избавляет владельца дома от постоянного слежения за работой теплового котла.  

Принцип работы теплового аккумулятора

Теплоаккумулятор, как правило, выполнен в виде герметичного изолированного бака, корпус которого изготавливается из низкоуглеродистых сортов стали. Внешний контур оснащен патрубками – два сверху и два снизу – для подключения источника и потребителя тепла. Внутренняя теплоизоляция выполнена в виде пенополиуретана, за счет чего накопленная тепловая энергия сохраняется на максимально продолжительное время.

Основное назначение оборудования – аккумулирование избыточной энергии, выделяющейся от источника тепла отопительной системы.
Тепловой аккумулятор идеально подходит для увеличения эффективности котлов, работающих на твердом топливе и электричестве. 

Преимущества теплоаккумуряторов

Теплоаккумуляторы Сordivari от известной итальянской компании-изготовителя зарекомендовали себя как безотказные и надежные приборы. В отличие от существующих аналогов, бренд имеет ряд весомых преимуществ и отличается эффективностью и качеством своей работы:

• котел работает в регулярном режиме без остановок – не прерывая процесса горения, он накапливает тепловую энергию в теплоаккумуряторе;
• избыточная энергия, накопленная в тепловом аккумуляторе, в дальнейшем расходуется на обогрев помещений, значительно уменьшая потребление и мощность котла;
• твердотопливный котел за счет постоянной работы не испытывает загрязнение камеры сгорания, а само горение происходит без образования смолистого конденсата;
• теплоаккумулятор представляет собой своеобразный энергетических «маховик», запас энергии которого может быть использован в любой момент.
  При отключении котла помещения дома могут получать тепло в течение еще нескольких часов. 

Выбор теплоаккумулятора

Линейка моделей Cordivari представляет возможность использовать оборудование и в бытовых, и в промышленных масштабах. В зависимости от мощности теплового котла, отопительная система может быть оснащена тепловым аккумулятором на 500, 600, 800 и 1000 литров. Современные агрегаты имеют встроенный термостат, за счет которого работа теплоаккумуляторов Cordivari находится под непрерывным контролем в автоматическом режиме.

Возможности устройств итальянской компании не ограничиваются использованием в домашних условиях. Оборудование успешно применяется для повышения эффективности отопительной системы в производственных цехах, ресторанах, минигостиницах.
Использование теплоаккумуляторов Cordivari целесообразно в нескольких случаях:

• при невозможности постоянного обслуживания твердотопливных котлов;
• уменьшение затрат на электроэнергию – теплоаккумурятор может накапливать тепло в часы минимальной тарификации, а отдавать его уже при отключенном котле;
• в случае нецелесообразности установки дополнительного котла, когда система отопления систематически испытывает периоды пикового разбора тепловой энергии.

gme.in.ua

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Устройство

и принцип действия

Как известно, помещения и жилые дома отапливаются с помощью системы газового отопления. Но сегодня очень популярным стало электрическое отопление. Он имеет свои преимущества и недостатки. Этот вид отопления считается очень дорогим, но более безопасным и экологичным. Поскольку тарифы на электроэнергию ночью обычно дешевле (если установить двухтарифный электросчетчик), многие потребители в целях экономии все энергоемкие процессы (например, стирку или электроотопление) осуществляют в ночное время. Не так давно на рынке появилось устройство под названием электрический накопитель тепла (аккумулятор тепла). Далее мы расскажем читателям сайта электрик ру, что такое электрический аккумулятор тепла, как он работает и для чего используется.

• Дизайн
• Принцип действия
• Преимущества
• Область применения

Конструкция

Аккумулятор тепла электрический – это специальное автоматическое устройство, предназначенное для обогрева помещения. Он относится к типу аккумуляторов. Устройство способно управлять процессом накопления, а затем передачи тепла. Его принцип работы заключается в том, что прибор подключается к электросети для обогрева в то время, когда электроэнергия стоит меньше. Накопившееся тепло сохраняется, как в термосе. По мере необходимости происходит теплопередача.

Конструктивно электрический аккумулятор тепла состоит из конструктивных элементов. Более подробная схема устройства и состав элементов показаны на рисунке:

Принцип работы

Полный цикл электрооборудования состоит из одного дня. Электроаккумулятор работает в двух режимах:

1. Зарядка или накопление тепла. Запуск этого режима происходит ночью, так как именно тогда электричество дешевле. Тепло аккумулируется и сохраняется в специальных теплоаккумулирующих блоках. Степень их нагрева регулируется с помощью манометрического термостата. Также в конструкции имеется биметаллический термопредохранитель, предохраняющий от перегрева, а благодаря теплоизолирующим пластинам привод не теряет приобретенное тепло.
2. Разряд или теплопередача. Этот процесс происходит по мере необходимости. Принцип работы этого режима следующий: в каждой комнате на термостате устанавливается необходимое значение температуры. Как только он уменьшается, подключается вентилятор, с помощью которого воздух поступает в специальные каналы каждой комнаты. Вентилятор расположен между блоками аккумулирования тепла. И как только воздух проходит по каналам, он нагревается и уходит обратно в помещение. С помощью биметаллического датчика можно контролировать нагрев воздуха и не допускать его сильного нагрева. Делается это с помощью специального затвора. А когда его положение изменяется, то к нагретому воздуху присоединяется холодный воздух из помещения. Как только температура в помещении достигает заданного градуса, вентилятор автоматически отключается.

На рисунке ниже показана схема использования теплоаккумулятора:

Преимущества

Электрический накопитель тепла имеет ряд преимуществ. К основным преимуществам оборудования относятся:

• Надежность. Аккумулятор тепла не требует особого и особого ухода, поэтому может прослужить до тридцати лет.
• Прибыльность. Поскольку система работает на автоматическом управлении, плата за электроэнергию значительно снижается (за 1 кВт потребленной электроэнергии плата снижается в 4 раза). Также в пик потребления электроэнергии устройство не нагружает систему.
• Пожарная безопасность. Так как внешняя оболочка теплоносителя практически не нагревается, это значительно снижает риск возгорания.
• Универсальность. Существует множество моделей устройства, отличающихся по мощности. Благодаря этому с его помощью можно обогреть помещение любого размера. Его также можно использовать в качестве дополнительного источника отопления.
• Современность. Поскольку электрический аккумулятор тепла сконструирован из современных материалов и технологий, он считается в Европе перспективным механизмом для обогрева помещений. Кроме того, он имеет соблазнительный дизайн.
• Безвреден для здоровья. Так как элементы, которые нагреваются, не имеют контакта с воздухом, это не приводит к сгоранию кислорода в помещении.

Область применения

Для обогрева жилого помещения с помощью такого устройства, как электрический аккумулятор тепла, используются системы отопления. Они различаются между собой в зависимости от того, какую площадь и сколько помещений необходимо отапливать. Механизм может состоять из следующих элементов:

• от одного или нескольких комнатных термостатов;
• от одного или нескольких теплоаккумуляторов;
• Блок управления;
• датчик погоды;
Электросчетчик
• (может быть как однотарифным, так и многотарифным).

Несмотря на то, что электрический аккумулирующий теплоноситель имеет высокую стоимость, он пользуется большой популярностью, поскольку быстро окупается. Кроме того, привод удобен и качественен в эксплуатации.

Также рекомендуем посмотреть видео, демонстрирующее пример использования электрического теплоаккумулятора:

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы электрического теплоаккумулятора. Надеемся, предоставленная информация была интересной и полезной для вас!

Наверняка вы не знаете:

• Преимущества и недостатки двухтарифных счетчиков
• Как законно экономить электроэнергию
• Самое дешевое электрическое отопление дома

Опубликовано: 26.10.2016 Обновлено: 02.10.2017 Пока без коментариев

Почему накопление тепловой энергии открывает большие перспективы для энергетики

Накопление тепловой энергии (TES) вызывает все больший интерес и становится все популярнее в качестве важнейшего средства создания надежных, безопасных и гибких энергетических систем. Множество разрабатываемых перед счетчиком технологий TES подчеркивает потенциал смещения спроса, интеграции переменных поставок, интеграции секторов, управления сетью и сезонного хранения.

По мере того, как во всем мире разворачивается переход к энергетике, заинтересованные стороны в обширной энергосистеме изо всех сил пытаются найти решения, которые будут устойчиво поддерживать ее наиболее важные атрибуты: энергетическую безопасность, доступность и экологические преимущества. Движущей силой этого поиска является сложный набор факторов, главным из которых, возможно, является необходимость более плавного и экономичного включения растущей доли переменных возобновляемых источников энергии.

В то время как сектор накопления энергии расцвел как многообещающее решение, его ошеломляющий рост был сосредоточен в основном на хранении аккумуляторов — хранении с использованием химической энергии — учитывая универсальность его применения в энергетике, строительстве и транспорте. Тем не менее, заинтересованные стороны в целом признают, что аккумуляторные батареи сталкиваются с ограничениями стоимости, связанными с их более коротким сроком службы и трудностями в использовании эффекта масштаба при больших объемах в течение длительного периода времени. Безопасность и геополитика цепочки поставок также вызывают все большую озабоченность. Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции, основанные на хранении с использованием потенциальной энергии воды, могут обеспечить большую производительность и изменчивость, но затраты зависят от рельефа местности, а подходящих мест осталось немного. И хотя в последнее время большое внимание уделяется системам хранения водородной энергии, крупномасштабные проекты остаются в стадии разработки, и их высокая стоимость остается проблемой.

По мере роста масштабов амбиций в области изменения климата — а перспективы обезуглероживания все чаще заключают в себе и стремятся объединить несколько отраслей — заметный всплеск активности возникает вокруг систем хранения тепловой энергии (TES), набора технологий хранения энергии, которые используют временное хранение энергии. энергии за счет нагрева или охлаждения в качестве носителя. В то время как TES до сих пор развивались в основном за счетчиками для хранения низкотемпературного тепла, генерируемого либо тепловыми насосами с электрическим приводом, либо локальными солнечными тепловыми установками, демонстрации показывают растущий потенциал для их более широкого коммерческого использования в энергетическом секторе. К ним относятся гибридные установки на электростанциях, в том числе на ископаемых, атомных и возобновляемых источниках энергии, чтобы помочь смягчить провалы и всплески выработки и обеспечить повышение мощности, а также автономные установки в сети, где TES может обеспечить переключение нагрузки.

Аккумулирование тепла: более широкий контекст

По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), «Технологиям TES предшествовало растущее экономическое обоснование». Хотя IRENA подтвердила, что 234 ГВт-ч ТЭС уже существовали в конце 2019 года, она прогнозирует, что инвестиции в размере от 12,8 до 27,2 млрд долларов США будут вложены в ТЭС в течение следующего десятилетия, потенциально увеличивая эту мощность в три раза, по крайней мере, до 800 ГВт-ч.

Самая большая привлекательность TES, по его словам, заключается в обеспечении гибкости, если рассматривать ее с точки зрения «целостной системы». «Технологии TES предлагают уникальные преимущества, такие как помощь в отделении потребности в отоплении и охлаждении от немедленной выработки электроэнергии и доступности энергоснабжения. Полученная в результате гибкость позволяет гораздо больше полагаться на переменные возобновляемые источники, такие как солнечная и ветровая энергия», — пояснила IRENA. «Таким образом, TES снижает потребность в дорогостоящем усилении сети, помогает сбалансировать сезонный спрос и поддерживает переход к преимущественно возобновляемой энергетической системе».

1. Рабочие температуры и диапазоны времени для некоторых технологий хранения тепловой энергии, включая cPCM (композитный материал с фазовым переходом), PCM (материал с фазовым переходом), WTTES (аккумулирование тепловой энергии в водяном резервуаре), UTES (подземный накопитель тепловой энергии), и LAES (жидковоздушный накопитель энергии). Предоставлено: Международное агентство по возобновляемым источникам энергии

Но, несмотря на хорошие позиции, уникальным возможностям TES не хватает общей осведомленности рынка о других формах хранения энергии, поскольку многие из ее различных технологий все еще находятся в стадии разработки. По мнению IRENA, для этого может потребоваться политическое вмешательство, чтобы разработка политики в области энергетики могла последовательно поддерживать рыночную конкуренцию ТЭС, а также исследования и инновации в области ТЭС. Технологии TES обычно делятся на четыре отдельные группы в зависимости от их основного принципа работы: аккумулирование явного тепла, аккумулирование скрытого тепла, термохимическое аккумулирование тепла и механически-термические связанные системы (рис. 1).

Аккумулирование явного тепла, наиболее часто используемый и коммерчески продвинутый тип ТЭС, в основном хранит тепловую энергию путем нагревания или охлаждения среды хранения (жидкой или твердой) без изменения ее фазы. «Количество накопленной энергии пропорционально изменению температуры (повышению или понижению) при зарядке в пределах рабочего диапазона температур и теплоемкости материала», — говорит IRENA. Примеры включают резервуары для хранения тепловой энергии с использованием воды в качестве среды хранения; твердотельный накопитель тепла, например, с помощью керамического кирпича, камней, бетона и уплотненных слоев; жидкие (или расплавленные) соли; и подземные хранилища тепловой энергии. Аккумулирование скрытого тепла включает в себя материалы с фазовым переходом (PCM), которые, по существу, позволяют переходить в фазу материала (обычно из твердого состояния в жидкое) для накопления тепловой энергии. Ярким примером является ледотермальное хранилище.

Термохимическое накопление тепла, которое имеет более высокую плотность энергии, чем накопление явного и скрытого тепла, включает два семейства технологий: накопление энергии на основе обратимых реакций и накопление энергии на основе сорбции. «Термохимические системы без сорбции основаны на обратимой реакции двух отдельных химических веществ, где в результате экзотермической реакции синтеза выделяется большое количество энергии. В процессе сорбции тепло накапливается за счет нарушения силы связи между сорбентом и сорбатом с точки зрения химического потенциала», — поясняет IRENA. Примеры включают химическое образование петель, системы гидратации солей и адсорбционные системы.

Наконец, механические системы TES включают системы TES в сочетании с технологиями накопления механической энергии, такими как накопление энергии на сжатом воздухе (CAES) и хранение энергии на жидком воздухе (LAES).

Перспективные технологии TES для энергетического сектора

POWER Анализ показывает, что широкий спектр технологий TES в настоящее время находится в стадии разработки или уже используется для интеграции электростанций и сетей. Вот лишь несколько ярких примеров.

Жидкие соли. Наиболее широко применяемая в коммерческих целях технология TES включает использование расплавленных солей на станциях высокотемпературной концентрированной солнечной энергии (CSP). В конце 2019 года расчетная мировая мощность производства электроэнергии из систем расплавленных солей CSP составляла 21 ГВтч (60 ГВтч, при средней продолжительности семь часов). Тем не менее, гибридные конфигурации с расплавленной солью также изучаются в солнечных фотоэлектрических и ветровых конфигурациях как часть интеграции со сжиганием природного газа и даже для повышения эффективности существующих угольных и современных атомных электростанций.

Немецкие предприятия RWE и RWTH Aachen University, например, в 2019 году начали работу по интеграции системы расплавленной соли, нагретой (до 600°C) с избыточной возобновляемой энергией для создания пара, который затем подается в турбину на существующей угольной электростанции. завод в рейнском буроугольном районе. В проекте Natrium компании TerraPower, который должен продемонстрировать натриевый реактор на быстрых нейтронах мощностью 345 МВт рядом с электростанцией Pacificorp в Нотоне в Вайоминге в рамках Демонстрационной программы усовершенствованного реактора Министерства энергетики США (DOE) в течение семи лет, в частности, будет использоваться нитратно-солевая система расплавленной соли, которая его разработчики заявляют, что он может «увеличить мощность системы до 500 МВт в течение более пяти с половиной часов, когда это необходимо». Система основана на технологии системы аналогичного масштаба, которая используется на электростанции Solana CSP мощностью 280 МВт в Аризоне. Также предложены конструкции систем хранения нитратов и солей для фторидно-солевых высокотемпературных реакторов с твердотопливным и жидкосолевым теплоносителями и жидкосолевых реакторов с растворенным в соли топливом.

Мальта, разработчик технологии аккумулирования тепловой энергии, тем временем работает с канадской компанией NB Power в Нью-Брансуике над поставкой к 2024 году объекта мощностью 1000 МВтч на базе интегрированной системы хранения расплавленной соли. один из крупнейших в своем роде в мире. Мальта, в частности, также объединилась с гигантом индустрии проектирования, строительства и управления проектами Bechtel для исследования, разработки и развертывания мальтийской технологии накопления энергии на 10-150 с лишним часов в различных приложениях масштаба сети.

Несколько других многообещающих систем также находятся в стадии разработки. Одной из самых популярных технологий является технология комбинированного цикла с жидкой солью от Pintail Power, которая синергетически объединяет расплавленную соль — эвтектическую соль — с теплом выхлопных газов турбины сгорания. Эта технология открывает новые перспективы для гибридных энергетических конфигураций, в том числе для хранения и уменьшения сокращения возобновляемых источников энергии или использования водорода, произведенного на атомной энергии, в качестве топлива для системы.

Масла-теплоносители. Еще одна инновационная среда, полученная в секторе CSP, в частности, на установках CSP с параболическим желобом, включает использование масел-теплоносителей, таких как Therminol-66 компании Eastman. Одним из примеров является проект CSP мощностью 16,6 МВт, который является частью гибридной солнечной биомассовой установки Brønderslev в Дании. Терминол-66 (наряду с этиленгликолем и гранулами оксида алюминия) планируется испытать в экспериментальной системе распределения тепловой энергии Национальной лаборатории Айдахо — проекте, в рамках которого в декабре 2020 года началась оценка функциональной совместимости ядерных реакторов, накопителей энергии и вспомогательных процессов в реальных условиях. настройка мира.

2. Система хранения электрической и тепловой энергии (ETES) Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) в Гамбурге, Германия, начала работу в июне 2019 года. Система содержит около 1000 тонн вулканической породы в качестве носителя энергии. В него подается электрическая энергия, преобразуемая в горячий воздух с помощью резистивного нагревателя и воздуходувки, которая нагревает породу до 750°С. Когда спрос достигает пика, ETES использует паровую турбину для повторной электрификации накопленной энергии. «Таким образом, пилотная установка ETES может хранить до 130 МВтч тепловой энергии в течение недели», — сказали в SGRE. Предоставлено: СГРЭ

Аккумулятор тепла из щебня. Системы ТЭС , в которых используется щебень, завоевывают все большую известность в энергетическом пространстве, главным образом, из-за их недорогой способности обеспечивать крупномасштабное накопление тепла. Компания Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) утверждает, что с момента запуска в 2019 году пилотного проекта накопителя электрической тепловой энергии (ETES) мощностью 30 МВт/130 МВтч (с резистивным нагревателем мощностью 5,4 МВт) в Гамбурге (рис. 2) (рис. 2) компания Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) вызвал интерес к системе, работающей в диапазоне температур от 180°C до 750°C. SGRE заявляет, что ее технология, которая, по сути, использует электроэнергию из сети для нагревания вулканических камней, может быть преобразована обратно в электроэнергию с помощью паротурбинного генератора мощностью 1,4 МВт и может производить электроэнергию в течение 24 часов. По его словам, такой подход может дать тепловым электростанциям вторую жизнь.

3. В высокотемпературном накопителе тепловой энергии bGen компании Brenmiller Energy в качестве материала для хранения используется дробленая горная порода, но он также включает теплообменники и парогенератор. Предоставлено: Brenmiller Energy

На ядерном фронте Westinghouse исследует систему для новых реакторов с водой под давлением, в которой пар используется для нагревания масла, которое, в свою очередь, переносит его в бетон в сборных коробках. В решении используются «тонкие пластины с узкими зазорами» для создания «огромной площади поверхности по отношению к объему и минимизации доли масла». В Южной Корее исследователи разработали систему хранения и рекуперации ядерного тепла, сопряженную с реакторной установкой APR1400. Система представляет собой уплотненный слой породы Hornfels с теплом, подаваемым нефтью Therminol-66. Технологический цикл в основном включает отвод пара из парового цикла APR1400 перед турбиной высокого давления, его конденсацию и охлаждение в теплообменниках, а затем транспортировку горячего масла за пределы площадки в конфигурацию с уплотненным слоем для хранения.

Другим ярким примером является проект, начатый в июне этого года Управлением по энергетике Нью-Йорка и Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI) по исследованию системы TES высокотемпературной дробленой породы израильской фирмы Brenmiller Energy (рис. 3) в ряде активов по производству ископаемого топлива. . Система Brenmiller мощностью 4 МВт/23 МВтч была также установлена ​​на газотурбинной установке Enel с комбинированным циклом в Италии между газовой и паровой турбинами. «bGen заряжается остаточным малоценным паром и сбрасывает перегретый пар в часы пиковых тарифов, чтобы обеспечить переключение энергии, более быстрый выход на проектную мощность и другие потоки доходов», — сказал Бренмиллер.

Бетонное хранилище тепловой энергии. EPRI и Storworks Power со штаб-квартирой в Колорадо (компания, ранее известная как Bright Energy Storage) изучают технологию, которая использует бетон для хранения энергии, вырабатываемой тепловыми энергетическими объектами, включая электростанции, работающие на ископаемом топливе, атомные электростанции и станции CSP. Недавние лабораторные испытания подтвердили конструкцию, в которой, по сути, используются большие бетонные блоки, которые сложены рядом с электростанцией, и нагреваются через трубы, встроенные в блоки, перенаправленным паром, произведенным заводом, когда мощность завода не требуется для сети.

«Когда необходимо снова увеличить выработку электроэнергии на станции, нагретая питательная вода из станции закачивается в трубы и преобразуется в перегретый пар для выработки электроэнергии на отдельной паровой турбине. В то же время пар, вырабатываемый электростанцией, направляется обратно на главную турбину электростанции для получения дополнительной мощности», — говорится в сообщении EPRI. «Этот подход может увеличить время работы завода при полной нагрузке, повысить эффективность и уменьшить ущерб, который может возникнуть в результате циклического включения и выключения и других динамических режимов».

4. Storworks Power и Исследовательский институт электроэнергетики продемонстрируют бетонную систему хранения тепловой энергии номинальной мощностью 10 МВтч-эл на угольной электростанции Гастон компании Alabama Power. Система будет состоять из 60 блоков, каждый весом 18 тонн с емкостью хранения около 200 кВтч. Хотя система находится в пилотном масштабе, более крупные системы коммерческого масштаба могут быть развернуты простым добавлением блоков. Предоставлено: Storworks Power

EPRI и Storworks Power в настоящее время работают с Southern Co. и инжиниринговой компанией United E&C, чтобы продемонстрировать оптимизированную конструкцию на заводе Alabama Power в Гастоне (рис. 4) в рамках проекта, поддержанного Министерством энергетики США в размере 4 миллионов долларов. Строительство началось в сентябре 2021 года, и ожидается, что демонстрация 10 МВтч-эл завершится к концу 2022 года. стоимость менее 100 долларов за кВтч, что значительно ниже капитальных затрат на литий-ионные батареи. «При цене около 65 долларов за тонну бетон составляет менее 10% от стоимости расплавленных солей, которые в настоящее время используются для хранения тепла», — сказал главный технический руководитель EPRI Скотт Хьюм. «При потерях тепла около 1% в день бетонные системы потенциально могут обеспечить хранение в течение нескольких дней, что необходимо на рынках энергии, где преобладают ветровая и солнечная энергия. Это намного больше четырех часов хранения, возможных для современных систем хранения аккумуляторов в масштабе сети. В будущем потребуется несколько дней хранения, чтобы перевести солнечную и ветровую энергию с периодов избыточного производства на периоды ограниченного производства».

Нагретый песок. Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в конце августа объявили, что они находятся на «поздней стадии» испытаний прототипа TES, в котором используется недорогой кварцевый песок. Проект «ENDURING», для которого Babcock & Wilcox имеет эксклюзивное опционное соглашение об интеллектуальной собственности, по существу подает частицы песка через массив электрических резистивных нагревательных элементов, чтобы нагреть их до 1200 ° C — «представьте, что песок проливается через гигантский тостер», — сказал NREL. POWER — и самотеком подает их в изолированные бункеры для хранения тепловой энергии. По его словам, базовая система может хранить 26 000 МВтч. В периоды высокого спроса на электроэнергию горячие частицы подаются самотеком через теплообменник, нагревая и повышая давление рабочего газа внутри, чтобы приводить в действие турбомашины и генераторы вращения, которые вырабатывают электричество для сети.

Технология фазового перехода. Peregrine Turbine Technologies (PTT) из штата Мэн, австралийская MGA Thermal и Cianbro Corp. из штата Мэн работают над первой в своем роде системой TES мощностью 1 МВт/16,5 МВтч на существующей солнечной фотоэлектрической установке в штате Мэн, которая будет интегрировать технологию фазового перехода сплава с зазором смешиваемости и турбомашину сверхкритического диоксида углерода PTT. Как сказал Роберт Брукс, директор по развитию бизнеса и соучредитель PTT, МОЩНОСТЬ в ноябре, TES не предназначен для конкуренции с батареями по быстродействию, даже если он может быть дешевле, чем батареи, когда продолжительность отправки составляет четыре часа или более при номинальной мощности. «Из-за стоимости емкости всегда будет некоторое время, когда TES предлагает более низкую стоимость, чем батареи. Если требуется быстроразрядная емкость, то самым дешевым решением будет гибридное решение [литий]-ион/TES, в котором батареи используются для мгновенной поддержки и поддержки частоты, а TES обеспечивает емкость», — пояснил он. Движущей силой внедрения технологии TES, скорее всего, будет ее стоимость в долларах за МВтч, «скорее ее операционная гибкость для глубокого циклирования для получения дохода, ее увеличенное время работы и потенциал для захвата мощности, которая плохо используется», Брукс предложенный.

Предлагая другой подход к PCM, австралийская фирма 1414 Degrees разрабатывает SiBox, TES на основе расплавленного кремния, который нагревается за счет избыточной энергии (хранится при температуре 1414°C — отсюда и название компании). «Ключевым прорывом SiBox является сочетание уникального PCM и конструкции защитной оболочки, которая использует свойства скрытой теплоты кремния для хранения тепловой энергии, при этом решая ключевые задачи, такие как предотвращение окисления, управление изменением объема во время плавления и затвердевания, а также управление интерференцией. -реакция с защитными материалами», — заявила компания в октябре. Недавно компания получила от Woodside инвестиции в размере 2 млн австралийских долларов для запланированной демонстрации демонстрационного модуля мощностью 1 МВтч. Если демонстрация, которую планируется ввести в эксплуатацию в 2023 году, подтвердит технологию, 1414 Degrees планирует построить многомодульный проект мощностью 75 МВтч.

CAES и LAES. Системы , использующие механические и тепловые сопряженные системы, также заметно продвинулись на демонстрационном этапе. Канадская фирма Hydrostor, разработчик передовой технологии CAES (A-CAES), в этом году представила два гигантских проекта, которые могут быть запущены к 2026 году, чтобы поддержать стремление Калифорнии к надежности, особенно после закрытия атомной электростанции Diablo Canyon. В ноябре он подал заявку на государственную сертификацию 400-мегаватного энергоаккумулятора Печо с продолжительным режимом работы 8 часов. Тем временем Hydrostor все еще разрабатывает еще более крупный проект Gem A-CAES мощностью 500 МВт/4000 МВтч в округе Керн, штат Калифорния. Он также разрабатывает проект мощностью 200 МВт совместно с австралийской энергетической компанией Energy Estate для обеспечения надежности в Новом Южном Уэльсе.