Разработана технология хранения энергии сжатого воздуха с использованием системы хранения тепловой энергии (TES), встроенной в заброшенный шахтный ствол

 

Группа ученых из Силезского технологического университета в Польше разработала технологию хранения энергии сжатого воздуха (CAES) с использованием системы накопления тепловой энергии (TES), встроенной в заброшенный шахтный ствол, который эффективно перепрофилируется в резервуар для сжатого воздуха. 

«Наша концепция хранения направлена ​​на повторное использование и защиту подземной инфраструктуры после добычи, которая очень часто после закрытия шахты оказывается безвозвратно опустошенной», — сказал исследователь Лукаш Бартела.

Ученые считают, что эти горнодобывающие объекты имеют потенциал для создания недорогой энергетической инфраструктуры. «Шахтные стволы обычно располагаются в непосредственной близости от электростанций и/или распределительных станций», — заявила исследовательская группа. «Это позволяет использовать существующую инфраструктуру подключения к сети. Кроме того, близость к высокоразвитым промышленным районам снижает потери при передаче электроэнергии. Отсутствие необходимости строить надземный резервуар для хранения ТЭС экономит ограниченное доступное пространство». 

Система работает без использования внешних источников тепла и использует воздушный компрессор, ресивер сжатого воздуха со встроенной системой накопления тепловой энергии и воздушный детандер. Элементы системы могут быть как одно-, так и двухсекционными.

В предлагаемой конфигурации системы бак ТЭС встроен и прикреплен к кожуху шахты. Это помогает уменьшить потери тепла, даже когда тепло покидает аккумулирующий материал и проходит через воздух в шахтном резервуаре. Сама система ТЭС адаптирована к геометрии шахты, а поле теплопроводности уменьшено, что положительно сказывается на энергоэффективности процесса аккумулирования тепла.

Для разделения резервуара на сегменты используются стальные цилиндры с перфорированной нижней частью, что позволяет легко производить монтаж и периодический осмотр слоя теплопоглощающего материала. «Сообщение между секциями будет возможно с помощью лестниц, которые также являются частью системы вертикального позиционирования TES», — уточнили ученые.

На этапе зарядки электричество используется для привода компрессора. Гибридная подземная система наполняется горячим сжатым воздухом, нагнетаемым в пласт через впускной трубопровод со встроенным запорным клапаном. Затем воздух проходит через систему TES, нагревая материал для хранения.

На этапе разгрузки воздух проходит через систему TES, забирая тепло у аккумулирующего материала. Затем горячий воздух поступает в расширитель, который приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию. «Выгодно заполнить блок ТЭС подходящим теплоаккумулирующим материалом в достаточном объеме для поглощения тепла, это важно для высокой степени охлаждения аккумулируемого воздуха», — подчеркнули в группе.