ความร้อนสามารถนำมาใช้ในการจัดเก็บพลังงานทดแทนได้อย่างไร

ความร้อนสามารถนำมาใช้ในการจัดเก็บพลังงานทดแทนได้อย่างไร เราจะเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นระยะ ๆ ได้อย่างไร Benny (ฉันว่างเปล่า) / Flickr, CC BY

ผลกระทบที่เชื้อเพลิงฟอสซิลมีต่อ ภาวะฉุกเฉินสภาพภูมิอากาศ กำลังผลักดันนานาชาติให้ใช้แหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำ ในขณะนี้ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตพลังงานคาร์บอนต่ำในขนาดใหญ่คือลมและพลังงานแสงอาทิตย์ แต่แม้จะมีการปรับปรุงในช่วงสองสามปีที่ผ่านมาทั้งคู่ การปฏิบัติ และ ราคาปัญหาสำคัญยังคงอยู่: ลมไม่เคยพัดและดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสงเสมอไป กริดพลังงานที่อาศัยแหล่งที่ผันผวนเหล่านี้พยายามต่อสู้อย่างต่อเนื่อง อุปสงค์และอุปทานและพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ บางครั้งก็ไปเสีย เพราะมันไม่ได้ผลิตเมื่อจำเป็น

หนึ่งในวิธีแก้ไขปัญหาหลักของปัญหานี้คือขนาดใหญ่ เทคโนโลยีการเก็บไฟฟ้า. สิ่งเหล่านี้ทำงานโดยการสะสมกระแสไฟฟ้าเมื่ออุปทานเกินความต้องการจากนั้นปล่อยมันเมื่อเกิดสิ่งตรงกันข้าม อย่างไรก็ตามปัญหาหนึ่งในวิธีนี้คือมันเกี่ยวข้องกับ ปริมาณไฟฟ้ามหาศาล.

เทคโนโลยีการเก็บข้อมูลที่มีอยู่เช่นแบตเตอรี่จะไม่ดีสำหรับกระบวนการแบบนี้เนื่องจากเทคโนโลยีเหล่านั้น ค่าใช้จ่ายต่อหน่วยพลังงานสูง. ปัจจุบัน มากกว่า% 99 ของการจัดเก็บไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้รับการจัดการโดย เขื่อนสูบน้ำซึ่งเคลื่อนย้ายน้ำระหว่างสองอ่างเก็บน้ำผ่านปั๊มหรือกังหันเพื่อเก็บหรือผลิตพลังงาน อย่างไรก็ตามมีข้อ จำกัด ว่าจะสามารถสร้างพลังน้ำที่สูบได้มากเพียงใดเนื่องจากความต้องการทางภูมิศาสตร์

ตัวเลือกการจัดเก็บหนึ่งที่มีแนวโน้มจะถูกสูบเก็บความร้อนไฟฟ้า เทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่นี้ได้รับการ ประมาณสิบปีและกำลังถูกทดสอบในโรงงานนำร่อง

ความร้อนสามารถนำมาใช้ในการจัดเก็บพลังงานทดแทนได้อย่างไร การแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นความร้อนเกิดขึ้นในวงจรกลางจากนั้นเก็บไว้ในถังร้อนและเย็น โป Farres Antunez, ผู้เขียนให้ไว้

ที่เก็บพลังงานความร้อนแบบปั๊มทำงานโดยการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าเป็นความร้อนโดยใช้ปั๊มความร้อนขนาดใหญ่ ความร้อนนี้จะถูกเก็บไว้ในวัสดุที่ร้อนเช่นน้ำหรือกรวดในถังฉนวน เมื่อจำเป็นความร้อนจะถูกเปลี่ยนกลับเป็นไฟฟ้าโดยใช้ เครื่องยนต์ความร้อน. การแปลงพลังงานเหล่านี้ทำได้ด้วย วงจรอุณหพลศาสตร์หลักการทางกายภาพเช่นเดียวกับที่ใช้ในการทำงานตู้เย็นเครื่องยนต์ในรถยนต์หรือโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

รู้จักเทคโนโลยี

การจัดเก็บพลังงานความร้อนแบบปั๊มมีข้อดีหลายประการ กระบวนการแปลงส่วนใหญ่อาศัยเทคโนโลยีและส่วนประกอบทั่วไป (เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, คอมเพรสเซอร์, กังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลังงานและการแปรรูป สิ่งนี้จะช่วยย่นระยะเวลาในการออกแบบและสร้างที่เก็บพลังงานความร้อนแบบปั้มแม้ในขนาดใหญ่

ถังเก็บสามารถเติมด้วยวัสดุที่อุดมสมบูรณ์และราคาไม่แพงเช่นกรวดเกลือละลายหรือน้ำ และ, ไม่เหมือนกับแบตเตอรี่วัสดุเหล่านี้ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ถังเกลือหลอมเหลวขนาดใหญ่ถูกใช้อย่างประสบความสำเร็จในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้นเป็นเวลาหลายปีซึ่งเป็นเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่ได้เห็น การเติบโตอย่างรวดเร็ว ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีความเข้มข้นและที่เก็บพลังงานความร้อนแบบสูบอัดมีลักษณะคล้ายคลึงกันหลายอย่าง แต่ในขณะที่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นผลิตพลังงานโดยการเก็บแสงอาทิตย์ไว้เป็นความร้อน (แล้วแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า) ลมหรือแม้แต่พลังงานนิวเคลียร์และอื่น ๆ

ความร้อนสามารถนำมาใช้ในการจัดเก็บพลังงานทดแทนได้อย่างไร โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้มข้น ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ, CC BY-NC-ND

ติดตั้งง่ายและกะทัดรัด

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบปั๊มสามารถติดตั้งได้ทุกที่โดยไม่คำนึงถึงสภาพทางภูมิศาสตร์ พวกเขายังสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อตอบสนองความต้องการจัดเก็บข้อมูลของตาราง รูปแบบอื่น ๆ ของการจัดเก็บพลังงานจำนวนมากถูก จำกัด โดยที่สามารถติดตั้งได้ ตัวอย่างเช่นที่เก็บน้ำที่สูบน้ำแล้วต้องใช้ภูเขาและหุบเขาซึ่งสามารถสร้างแหล่งกักเก็บน้ำจำนวนมากได้ เก็บพลังงานอากาศอัด อาศัยถ้ำใต้ดินขนาดใหญ่

ที่เก็บปั๊มไฟฟ้าความร้อนมี ความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้น กว่าเขื่อนพลังน้ำที่สูบแล้ว (มันสามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นในปริมาณที่กำหนด) ตัวอย่างเช่น, สิบครั้ง สามารถกู้กระแสไฟฟ้าได้มากขึ้นจากน้ำ 1 กิโลกรัมที่เก็บไว้ที่ 100 ° C เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำ 1 กิโลกรัมที่เก็บที่ความสูง 500 เมตรในโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่สูบแล้ว ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้พื้นที่น้อยลงในปริมาณพลังงานที่กำหนดไว้ดังนั้นพื้นที่ด้านสิ่งแวดล้อมของโรงงานจึงมีขนาดเล็กลง

ความร้อนสามารถนำมาใช้ในการจัดเก็บพลังงานทดแทนได้อย่างไร ถังเกลือหลอมเหลวสำหรับเก็บพลังงานความร้อนในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวม Abengoa

อายุยืน

ส่วนประกอบของการจัดเก็บพลังงานความร้อนแบบปั๊มโดยทั่วไปมีอายุการใช้งานนานหลายทศวรรษ ในทางกลับกันแบตเตอรี่จะเสื่อมสภาพตามเวลาและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ทุก ๆ สองสามปี - โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่จะรับประกันเท่านั้น ประมาณห้าถึงแปดปี.

อย่างไรก็ตามถึงแม้จะมีหลายสิ่งหลายอย่างที่ทำให้การจัดเก็บพลังงานความร้อนแบบปั๊มเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ แต่ก็มีข้อเสีย อาจเป็นข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือประสิทธิภาพค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว - หมายถึงจำนวนไฟฟ้าคืนในระหว่างการปล่อยเมื่อเทียบกับจำนวนที่ใส่ในระหว่างค่าธรรมเนียม ระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนแบบสูบส่วนใหญ่ตั้งเป้าไว้ ประสิทธิภาพ 50-70%, เปรียบเทียบกับ 80-90% สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน or 70-85% สำหรับการเก็บน้ำที่สูบแล้ว.

แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับเรื่องค่าใช้จ่ายคือยิ่งต่ำกว่าสังคมที่เร็วขึ้นสามารถก้าวไปสู่อนาคตคาร์บอนต่ำได้ ที่เก็บความร้อนไฟฟ้าแบบสูบ คาดว่าจะสามารถแข่งขันได้ ด้วยเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลอื่น ๆ - แม้ว่าจะไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดจนกว่าเทคโนโลยีจะเติบโตและทำการค้าอย่างเต็มที่ ตามที่มันยืน หลาย องค์กร มีแล้ว การทำงาน, ต้นแบบแห่งโลกแห่งความจริง. ยิ่งเราทดสอบและเริ่มปรับใช้ที่เก็บพลังงานความร้อนแบบสูบเร็วเท่าไหร่เราก็สามารถใช้งานได้เร็วขึ้นเพื่อช่วยในการเปลี่ยนไปใช้ระบบพลังงานคาร์บอนต่ำสนทนา

เกี่ยวกับผู้เขียน

Antoine Koen ปริญญาเอกผู้สมัครในการจัดเก็บพลังงานความร้อนแบบปั๊ม มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และ Pau Farres Antunez นักวิจัยหลังปริญญาเอกด้านการจัดเก็บพลังงาน มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

ติดตาม InnerSelf บน

ไอคอน Facebookไอคอนทวิตเตอร์ไอคอน YouTubeไอคอน instagramไอคอน pintrestไอคอน RSS

 รับล่าสุดทางอีเมล

นิตยสารรายสัปดาห์ แรงบันดาลใจทุกวัน

วิดีโอล่าสุด

การย้ายถิ่นของภูมิอากาศครั้งใหญ่ได้เริ่มขึ้นแล้ว
การย้ายถิ่นของภูมิอากาศครั้งใหญ่ได้เริ่มขึ้นแล้ว
by super User
วิกฤตสภาพภูมิอากาศทำให้คนหลายพันคนทั่วโลกต้องหลบหนี เนื่องจากบ้านของพวกเขากลายเป็นที่อยู่อาศัยไม่ได้มากขึ้นเรื่อยๆ
ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายบอกกับเราว่าทำไมเราต้องดูแลเกี่ยวกับอุณหภูมิ 2 ℃เปลี่ยน
ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายบอกกับเราว่าทำไมเราต้องดูแลเกี่ยวกับอุณหภูมิ 2 ℃เปลี่ยน
by Alan N Williams และคณะ
รายงานล่าสุดจากคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ระบุว่าหากไม่มีการลดลงอย่างมาก ...
โลกอยู่อาศัยมานานหลายพันล้านปี - เราโชคดีแค่ไหน?
โลกอยู่อาศัยมานานหลายพันล้านปี - เราโชคดีแค่ไหน?
by Toby Tyrrell
ใช้เวลาวิวัฒนาการ 3 หรือ 4 พันล้านปีในการผลิต Homo sapiens หากสภาพอากาศล้มเหลวอย่างสิ้นเชิงเพียงครั้งเดียวในครั้งนั้น ...
การทำแผนที่สภาพอากาศเมื่อ 12,000 ปีก่อนสามารถช่วยทำนายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตได้อย่างไร
การทำแผนที่สภาพอากาศเมื่อ 12,000 ปีก่อนสามารถช่วยทำนายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตได้อย่างไร
by ไบรซ์ เรีย Re
การสิ้นสุดของยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายเมื่อประมาณ 12,000 ปีที่แล้วมีลักษณะของระยะเย็นขั้นสุดท้ายที่เรียกว่า Younger Dryas ...
ทะเลแคสเปียนถูกกำหนดให้ลดลง 9 เมตรหรือมากกว่านั้นในศตวรรษนี้
ทะเลแคสเปียนถูกกำหนดให้ลดลง 9 เมตรหรือมากกว่านั้นในศตวรรษนี้
by Frank Wesselingh และ Matteo Lattuada
ลองนึกภาพคุณอยู่บนชายฝั่งมองออกไปในทะเล เบื้องหน้าคุณมีหาดทรายแห้งแล้ง 100 เมตรที่ดูเหมือน ...
ดาวศุกร์เคยเป็นเหมือนโลกมากขึ้นอีกครั้ง แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ไม่สามารถอาศัยอยู่ได้
ดาวศุกร์เคยเป็นเหมือนโลกมากขึ้นอีกครั้ง แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ไม่สามารถอาศัยอยู่ได้
by Richard Ernst
เราสามารถเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากดาวศุกร์ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ในเครือของเรา ปัจจุบันดาวศุกร์มีอุณหภูมิพื้นผิว…
ความไม่เชื่อเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ XNUMX ประการ: หลักสูตรความผิดพลาดในข้อมูลที่ไม่ถูกต้องเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ
ความไม่เชื่อเรื่องสภาพภูมิอากาศทั้ง XNUMX ประการ: หลักสูตรความผิดพลาดในข้อมูลที่ไม่ถูกต้องด้านสภาพภูมิอากาศ
by จอห์นคุก
วิดีโอนี้เป็นเนื้อหาเกี่ยวกับความผิดพลาดของสภาพภูมิอากาศโดยสรุปประเด็นสำคัญที่ใช้ในการตั้งข้อสงสัยในความเป็นจริง ...
อาร์กติกไม่ได้อบอุ่นขนาดนี้มา 3 ล้านปีแล้วและนั่นหมายถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับโลกใบนี้
อาร์กติกไม่ได้อบอุ่นขนาดนี้มา 3 ล้านปีแล้วและนั่นหมายถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับโลกใบนี้
by Julie Brigham-Grette และ Steve Petsch
ทุกๆปีน้ำแข็งในทะเลปกคลุมในมหาสมุทรอาร์กติกจะหดตัวลงสู่จุดต่ำสุดในกลางเดือนกันยายน ปีนี้วัดได้แค่ 1.44 …

บทความล่าสุด

พลังงานสีเขียว2 3
โอกาสไฮโดรเจนสีเขียวสี่ประการสำหรับมิดเวสต์
by คริสเตียน เต้
เพื่อหลีกเลี่ยงวิกฤตสภาพภูมิอากาศ มิดเวสต์ก็เหมือนกับประเทศอื่นๆ ที่จะต้องกำจัดคาร์บอนออกจากเศรษฐกิจโดยสมบูรณ์โดย...
ug83qrfw
อุปสรรคสำคัญต่อการตอบสนองต่อความต้องการจำเป็นต้องยุติ
by จอห์น มัวร์ On Earth
หากหน่วยงานกำกับดูแลของรัฐบาลกลางทำในสิ่งที่ถูกต้อง ลูกค้าไฟฟ้าทั่วมิดเวสต์อาจสามารถสร้างรายได้ในขณะที่...
ต้นไม้ที่จะปลูกเพื่อสภาพอากาศ2
ปลูกต้นไม้เหล่านี้เพื่อปรับปรุงชีวิตในเมือง
by ไมค์ วิลเลียมส์-ไรซ์
การศึกษาใหม่ระบุต้นโอ๊กสดและต้นมะเดื่ออเมริกันในฐานะตัวแทนจาก 17 “ต้นไม้ใหญ่” ที่จะช่วยทำให้เมือง...
ท้องทะเลเหนือ
ทำไมเราต้องเข้าใจธรณีวิทยาใต้ท้องทะเลเพื่อควบคุมลม
by Natasha Barlow, รองศาสตราจารย์ด้านการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม Quaternary, University of Leeds
สำหรับประเทศใด ๆ ที่สามารถเข้าถึงทะเลเหนือที่ตื้นและลมแรงได้ง่าย ลมนอกชายฝั่งจะเป็นกุญแจสำคัญในการพบปะเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
3 บทเรียนเรื่องไฟป่าสำหรับเมืองป่าในขณะที่ Dixie Fire ทำลายประวัติศาสตร์ Greenville, California
3 บทเรียนเรื่องไฟป่าสำหรับเมืองป่าในขณะที่ Dixie Fire ทำลายประวัติศาสตร์ Greenville, California
by Bart Johnson ศาสตราจารย์ด้านภูมิสถาปัตยกรรม มหาวิทยาลัยโอเรกอน
ไฟป่าที่ลุกไหม้ในป่าบนภูเขาที่ร้อนและแห้งแล้งได้พัดผ่านเมือง Gold Rush ของ Greenville รัฐแคลิฟอร์เนีย เมื่อวันที่ 4 สิงหาคม...
จีนสามารถบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานและสภาพภูมิอากาศที่กำหนดพลังงานถ่านหิน
จีนสามารถบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานและสภาพภูมิอากาศที่กำหนดพลังงานถ่านหิน
by อัลวิน ลิน
ในการประชุมสุดยอดผู้นำด้านสภาพภูมิอากาศในเดือนเมษายน สีจิ้นผิงให้คำมั่นว่าจีนจะ “ควบคุมพลังงานถ่านหินอย่างเข้มงวด…
น้ำสีฟ้าล้อมรอบด้วยหญ้าขาวที่ตายแล้ว
แผนที่ติดตาม 30 ปีของหิมะละลายสุดขั้วทั่วสหรัฐอเมริกา
by Mikayla Mace-แอริโซนา
แผนที่ใหม่ของเหตุการณ์หิมะละลายสุดขั้วในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาชี้แจงกระบวนการที่ขับเคลื่อนการละลายอย่างรวดเร็ว
เครื่องบินทิ้งสารหน่วงไฟสีแดงลงบนไฟป่าในขณะที่นักดับเพลิงที่จอดอยู่ริมถนนมองขึ้นไปบนท้องฟ้าสีส้ม
แบบจำลองคาดการณ์ไฟป่าระเบิด 10 ปี แล้วค่อยๆ ลดลง
by ฮันนาห์ ฮิกกี้-ยู วอชิงตัน
การดูอนาคตของไฟป่าในระยะยาวคาดการณ์ว่าจะเกิดไฟป่าปะทุขึ้นในช่วงเริ่มต้นประมาณทศวรรษ ...

ทัศนคติใหม่ - ความเป็นไปได้ใหม่

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | ตลาด InnerSelf
ลิขสิทธิ์© 1985 - 2021 InnerSelf สิ่งพิมพ์ สงวนลิขสิทธิ์.