GridScale:用石头代替锂电池存储可再生能源

网格夸尔

当存在来自风能或太阳能电力过剩时,能量存储充电。这是通过压缩机和涡轮机由填充有凉爽石头填充有热石储罐的相应数量的一个或多个储存罐泵送热能的系统来完成。这使得在冷罐的石头非常寒冷,而它变得非常热在炎热的坦克,最高可达600度。信用:克劳斯黑麦,Stiesdal存储技术

随着GridScale示范工厂的建设,在石头中储存可再生能源的概念离实现又近了一步。该电厂将成为丹麦最大的电力存储设施,容量为10兆瓦时。该项目由丹麦能源署下属的能源技术发展和示范计划(EUDP)资助。

豌豆大小的石头在大型隔热钢罐中加热到600°C,这是一项新的创新项目的核心,该项目旨在突破间歇性风能和太阳能的储存。

的技术,其中存储电能作为热量在石头,被称为GridScale,并可能成为一种廉价和有效的替代在锂基电池从太阳能和风能存储电力。虽然锂电池仅具有成本效益的能源供应最多的短期到四个小时,一个GridScale储电系统将花费更长的时间有效地支持电力供应 - 大约一个星期最多。

“与建立100%的可再生电力供应的唯一的真正的挑战是,我们不能保存大风和晴朗的天气在使用过程中产生的电力在以后的时间。需求和生产不遵循相同的模式。有没有对这个问题的商业解决方案,但我们希望能够与我们的GridScale储能系统提供这个,”亨利克·斯蒂斯代尔,气候技术公司Stiesdal存储技术,这是落后技术的创始人。

简言之,GridScale技术是关于加热和冷却玄武岩粉碎成在绝缘钢罐的一个或多个集合微小的,豌豆大小的结石。存储设施是通过压缩机和涡轮机的系统,该系统的泵热能从填充有凉爽石头类似填充有热石储罐的数目的一个或多个储存罐,当存在来自风或太阳剩余电力充电。

这意味着石头在寒冷的坦克变得非常寒冷,而他们在炎热的坦克变得很热;其实高达600oC.热量可以储存在石头中几天,并且可以根据所需的储存时间的长度而变化一组石填充罐的数量。

当再次出现电力需求时,过程会逆转,因此热罐中的石头会变冷,而冷罐中的石头会变热。该系统基于廉价的存储材料和成熟、知名的充放电技术。

“玄武岩是一种廉价且可持续的材料,可以在小空间内存储大量能量,并且可以承受储存设施的无数电荷和放电。我们现在正在开发存储技术的原型,以展示解决可再生能源问题的前进方向 - 全球可持续能源发展的最大挑战之一,“能源集团Andel的发展负责人Ole Alm说,这也是项目的一部分。

GridScale Prototype将是丹麦电力系统中最大的存储设施,并且在提供最佳价值的方式下,将使电力市场上的存储灵活性成为一项重大挑战。因此,这也将成为项目的一部分。

原型存储设施的精确位置尚未决定。然而,它肯定将在丹麦的东部,南部或西部的丹麦或者在兰德兰 - 法术中心,其中新的大型光伏单位的生产尤其比消费更快地增长。

创新项目的全名是“网格级 - 具有成本效益的大型电力存储”,它将运行三年,总预算3500万(470万欧元)。该项目从能源技术开发和示范计划(EUDP)资助了二千万八万(280万欧元)。

除了Stiesdal和Andel公司外,合作伙伴集团还包括奥胡斯大学(AU)、丹麦技术大学(DTU)、Welcon、BWSC (Burmeister Wain Scandinavian contractors)、Energi Danmark和Energy Cluster Denmark。

合作伙伴将为石材存储设施提供能源系统分析和设计优化,并优化技术概念和成熟的GridScale技术,使其成为一个准备上市的可扩展解决方案。

例如,AU开发的欧洲能源系统模型将与DTU开发的优化涡轮机模型相结合,以了解石材存储设施在欧洲环境中的潜在作用,并优化设计:

“对可再生能源的过渡改变了能源系统的工作方式 - 仅仅因为当我们需要时不一定产生风和太阳能。因此,我们需要了解技术设计如何最好地适应能源系统,在哪些国家以及在绿色过渡时,该技术具有最大的价值。我们希望确定能源技术的组合,为存储解决方案提供最大的价值。我认为石材存储技术在世界各地有巨大的潜力,在绿色转型中可能具有很大的优势,“奥胡斯大学机械和生产工程系的副教授GMOR BRUUN表示。

19评论关于“GridScale:用石头代替锂电池存储可再生能源”

  1. …很好,但是使用两个不同高度的湖和水泵不是更容易吗?当你有太阳的时候,你会把水抽回来,当你需要电力的时候,你会让水顺着发电机流下去…

  2. 这个概念被称为“泵送水力发电”。

    现在,这是丹麦。“不同层次”没有湖泊。

    • …一个人可以建造一座大楼,你可以去那里,任何形式的化学能都可以…但是,在丹麦应该有更好的太阳能替代品,那里有一些腐烂的东西,希望丹麦中央情报局得到它,…这是一个威廉·莎士比亚,哈姆雷特,只是为了确保,你知道这个演习…

  3. 约翰·雅加森|2021年5月6日12:24|回复

    Isentropic是一家英国公司,在冷热罐中使用泵送的氩气和砾石探索这一想法,但他们在2016年耗尽了蒸汽。他们的专业知识是燃气轮机,所以这在当时似乎是个好主意。

    他们声称,在比例下,往返效率可能接近70%,这比泵浦水电比较。虽然泵送的水电在可以使用的地方具有严重限制,但可以在几乎任何尺寸的地方放置砾石能量库。

    现在已经创建了几个较小的尺度模型,以预期更接近60%eff,但如果缩放,则应做得更好。70%,它们应该比电池更便宜,并且没有毒性或罕见的成分。

    另一方面,在熔盐罐中储存的热量更有意义,它通过裂变、聚变或太阳能产生高温热量,并储存在盐罐中。核热量将持续产生,但电力输出可以远远低于或远远高于平均水平,以匹配电网,即使有大量可变的再输入。这些将完全取代天然气调峰器。Terrapower和Moltex正在计划这一点。

    如果热是从太阳能,你回到低能量密度和可变白天生产的土地的问题,与盐罐以较低的速率通过昼/夜为每像Gemasolar槽容量供电。

  4. 我看不出这项技术怎么不被热力学不可逆性扼杀。第二定律的损失肯定是巨大的。储存一周后的往返能源效率(电能输出/电能输入)如何?我的钱随时都会花在抽水蓄能和钒流电池上。

    • 约翰·雅加森|2021年5月6日时53分|回复

      搜索等熵英国,头条新闻是始建于2019年出现于工作系统和首创的。等熵是原来的发明者,在2016年失败后,他们的项目转移到纽卡斯尔大学天鹅中心PHES,结构建按原来的设计。看到工程师的文章和评论,包括从等熵有限公司,乔纳森·豪斯原来的设计工程师。60-65%EFF超出了他的期望值过高,但要得到它必须去1MW的功率水平的70%。

      天鹅中心报告说,150千瓦的电力加上600千瓦的储能,不算太多,仅相当于60美元的能源价值。它还声称,对于更大的版本,其往返效率为75-80%。我在某处看到了100美元/千瓦时的价格,但图中显示的价格比6万美元贵得多。

      我在Swan PHES网站上找到了pdf格式的项目总结,花费了1800万欧元,或者2200万美元,哇。他们想扩大到10兆瓦。有一份声明说成本低,18-22 EU/kWh,总成本550-800 EU/KW。能量密度类似于铅酸。如果能够实现这些更低的成本,那么这将远远优于锂离子电池、泵水电池或钒电池。

  5. 声称以比电池更大的规模和/或更低的价格存储电力的系统的问题始终是,为了获得更大的存储容量,您会牺牲多少效率。这篇文章没有给出这方面的数字。

  6. 这里应该认识到的是,这项技术有可能在很长一段时间内得到化石燃料的支持。我并不是主张储存要小,从而更多地依赖化石燃料,但我主张,在那些尾部风险事件中,有可能有非常长期的储存。

  7. 这个过程的效率是多少

  8. 现在也没有带石头的坦克

  9. 当电力有需求时,过程就相反了
    如果它们只是简单地利用冷热水箱来给建筑物供暖或制冷,这似乎比通过储存来发电更合理。

    • 用于加热或冷却,一个直接的方法是确实在局部区域更有效。但是,如果你想要的灵活性或远距离电力传输的能力要灵活得多。

  10. 最佳小型燃气轮机效率过低可能55%,压缩机效率可达80-90%;然后再加上损失的系统放弃这么快。
    包括中国和印度在内的世界需要快速通道来确保核电站/SMR的安全,以取代已关闭和即将关闭的旧煤炭和包括核能在内的其他电厂。包括SCO2循环,以减少发电厂系统规模和成本——见swri.org。

  11. 马克斯·哈里森|5月7日,2021年下午1:10|回复

    有趣的是,虽然水有更好的比热容量,嗯,它沸腾了!

    我敢打赌,通过绝缘,效率损失可以被边缘化

    这是一个相当新颖的想法,重力泵不是一个选项,也不是一个选择

  12. 他们应该在上紧发条的手表中使用扭力弹簧来储存能量。就像巨大的盒式磁带,我们把所有的能量都存储在里面,只需要缠绕这个轮子或齿轮。一旦达到最大容量,我们就把这些巨大的圆盘储存在旧的导弹发射井或近地轨道上。然后根据需要使用它们。但也许有很多原因。这就是为什么还没有人想到它的原因

  13. 抽水的水力被适当的地点和它所占的空间所限制。爱尔兰正在大力投资抽水蓄能,但即使是一个多山的国家,也没有足够的合适地点来满足所有国家的需要,许多自然美景将不得不被破坏,以创建水库。我认为,未来成功的关键在于将各种有利有弊的方法结合起来;抽水蓄能长期存储,就像加热岩石短期存储一样。我很高兴看到人们在不同的储能解决方案上投入了大量的资金,最终会有一些非常好的解决方案来自所有这些不同的产品。

  14. 如何在大坦克的压力空气中储存

  15. 有人能简要地解释一下从温差中提取能量的过程吗?储存它很简单,传统的冷藏技术。但是回收呢?

  16. 提问者:撤回能量,您只需强制少量的冷气进入热岩箱,让它随身升温,然后使用较高体积的热气来运行涡轮机。虽然它需要能量来强制冷气,但热燃气涡轮机产生更多。它与内燃机(冷空气,热空气)不同,但热量来自岩石,而不是从化学反应中。读取各种热力学循环:兰粉(水 - 蒸汽),布雷顿(恒压),斯特林(惰性气体),全部“加热发动机”。钟表效率限制适用,以及移动部件中的摩擦损失,通过绝缘漏热,以及建立和维护设备的资本成本。

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