बैग में ऊर्जा स्टोर करें

ऊर्जा भंडारण और संरक्षण की समस्या पुरानी है, लेकिन वैज्ञानिक इस दिशा में काम करने से नहीं थक रहे हैं, क्योंकि विषय बहुत आशाजनक है। एंड्रॉइड फोन के मालिक मजाक करते हैं कि एक व्यक्ति जो अपने उपकरणों के लिए बैटरी की पेशकश कर सकता है, कम से कम एक सप्ताह के लिए चार्ज रखता है, बहुत जल्दी प्रसिद्ध फोर्ब्स की सूची में प्रवेश करेगा। लेकिन उनकी समस्याएं ऊर्जा प्रणालियों की जटिलता के पैमाने के साथ तुलनीय नहीं हैं, जिनमें अत्यधिक असमान ऊर्जा खपत कार्यक्रम हैं और चोटियों की भरपाई के लिए शक्तिशाली ऊर्जा भंडारण उपकरणों की आवश्यकता होती है। इन उद्देश्यों के लिए पहले से ही समाधान हैं, लेकिन अनुसंधान जारी है।


डिजाइन इंजीनियर मैक्सिम डी जोंग कनाडा में थिन रेड लाइन एयरोस्पेस में प्रारंभिक परीक्षणों के दौरान पांच मीटर सीएईएस ऊर्जा भंडारण उपकरण का निरीक्षण करता है।

लिथियम बहुत महंगा है और बहुत टिकाऊ नहीं है। हाइड्रोलिक स्टोरेज पावर प्लांट (पीएसपी) हमेशा सुविधाजनक नहीं होते हैं और बड़ी वन-टाइम कैपेक्स की आवश्यकता होती है, हालांकि उनके विचार का उपयोग अन्य क्षेत्रों में किया जा सकता है। मैं आपको याद दिलाता हूं कि कम ऊर्जा की खपत के समय (उदाहरण के लिए, रात में) किसी न किसी रूप में इंस्टॉलेशन स्टोर (ऊपरी PSP में पानी पंप करता है) ऊर्जा प्रणाली की अतिरिक्त ऊर्जा का एक हिस्सा है, और अधिकतम ऊर्जा खपत की अवधि के दौरान (उदाहरण के लिए, सुबह और शाम की चोटियां), बिजली प्रणाली में लौटती हैं (PSPP पर यह ऊर्जा प्राप्त करने वाले टरबाइनों के माध्यम से निचले बेसिन में उठाए गए पानी को डंप करके किया जाता है)।

संपीड़ित हवा का उपयोग करके ऊर्जा भंडारण का विचार है। किसी तरह के एयर स्टोरेज की जरूरत होती है। जब ऊर्जा संग्रहीत होती है, तो इसे एक इलेक्ट्रिक मोटर को आपूर्ति की जाती है जो एक कंप्रेसर ड्राइव करती है। संपीड़ित हवा को 60-70 वायुमंडल के दबाव में ठंडा और संग्रहीत किया जाता है। यदि संग्रहीत ऊर्जा को खर्च करने के लिए आवश्यक है, तो हवा को स्टोरेज रिंग से निकाला जाता है, गर्म किया जाता है, और फिर एक विशेष गैस टरबाइन को आपूर्ति की जाती है, जहां संपीड़ित और गर्म हवा की ऊर्जा टरबाइन के चरणों को घुमाती है, जिसमें से शाफ्ट एक इलेक्ट्रिक जनरेटर से जुड़ा होता है जो बिजली प्रणाली को बिजली उत्पन्न करता है।

यह अवधारणा नई नहीं है, 1948 में एक भूमिगत गुफा में संपीड़ित हवा के भंडारण का पेटेंट कराया गया था, और 290 मेगावाट की क्षमता वाले संपीडित वायु ऊर्जा भंडारण (CAES) के साथ पहला संयंत्र 1978 से जर्मनी में हंटोरो संयंत्र में चल रहा है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (यूएसए) पहले ही खोखले ठोस गेंदों के साथ कुछ ऐसा करने की कोशिश कर चुका है, लेकिन वे रासायनिक गिरावट के अधीन थे और तन्यता भार को बर्दाश्त नहीं करते थे।

एक अन्य 110 मेगावाट सीएईएस सुविधा भी मैकिनटोश अलबामा में 1991 से काम कर रही है। लेकिन, महत्वाकांक्षाओं और दावों के बावजूद कि ये "हरित" निर्णय हैं, इन परियोजनाओं में तकनीकी प्रक्रिया के तहत हाइड्रोकार्बन ईंधन ऊर्जा का भी उपयोग किया जाता है। वायु संपीड़न के चरण में, गर्मी के रूप में ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा खो जाती है। गैस टरबाइन में विस्तार चरण से पहले इस खोई हुई ऊर्जा को संपीड़ित हवा द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए, इस उद्देश्य के लिए हाइड्रोकार्बन ईंधन का उपयोग किया जाता है, जिसकी मदद से हवा का तापमान बढ़ाया जाता है। इसका मतलब है कि स्थापना में 100% दक्षता से दूर है।

सीएईएस की प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए एक आशाजनक दिशा है। यह हवा के संपीड़न और शीतलन के चरण में कंप्रेसर ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न गर्मी के प्रतिधारण और संरक्षण में होता है, ठंडी हवा (तथाकथित रिकवरी) के पुन: उपयोग के दौरान इसके बाद के पुन: उपयोग के साथ। फिर भी, इस CAES संस्करण में महत्वपूर्ण तकनीकी कठिनाइयाँ हैं, विशेष रूप से एक दीर्घकालिक ताप भंडारण प्रणाली बनाने की दिशा में। इन समस्याओं को हल करने में, एए-सीएईएस (एडवांस्ड एडियाबेटिक-सीएईएस) बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है, एक समस्या जिसे दुनिया भर के शोधकर्ताओं ने उठाया है।

नॉटिंघम विश्वविद्यालय (यूके) के शोधकर्ताओं, प्रोफेसर सीमस गर्वे के नेतृत्व में, एक नया विचार प्रस्तावित किया है जो पहले की तुलना में अधिक लाभदायक है। वे एनर्जी बैग का अनुभव करते हैं - ओर्कनेय द्वीप (स्कॉटलैंड) के पास एक उथले गहराई पर लंगर डाले हुए एक विशाल inflatable बैग। अंडरवाटर बैग एक दिलचस्प विकल्प है, क्योंकि समुद्र एक दबाव पोत के रूप में कार्य करता है, और वायवीय संचायक का ऊर्जा भंडारण घनत्व दबाव के प्रत्यक्ष अनुपात में बढ़ जाता है। पूर्ण अवसंरचना के लिए कोई लागत नहीं है, केवल निर्माण सामग्री के लिए बैग को नीचे रखना आवश्यक है। आपको सुशी के मीटर की आवश्यकता नहीं है। चाहे कंटेनर भरा हो या खाली, दबाव समान रहता है, और इससे समुद्री सतह पर उपकरण के संचालन में आसानी होती है।



"कारणों से हम सतह के दबाव में टैंक में संपीड़ित हवा को संग्रहीत नहीं करते हैं, मूल रूप से इस तरह के समाधान की लागत है," प्रोफेसर बताते हैं। "सीएईएस संभावित रूप से प्रति किलोवाट की पूंजी लागत के लिए सबसे सस्ता ऊर्जा भंडारण प्रणाली बन सकता है, जो 1 से 10 यूरो तक है। पीएसपीपी में, ऐसी विशिष्ट पूंजी लागत आमतौर पर 50 यूरो / किलोवाट • एच और इलेक्ट्रोकेमिकल बैटरी - 500 यूरो / किलोवाट • एच तक होती है। सीएईएस प्रणाली में उच्च दबाव वाली हवा को स्टोर करने के लिए सतह के जहाजों का उपयोग करना आमतौर पर विद्युत रासायनिक बैटरियों का उपयोग करने की तुलना में लागत की ओर जाता है।

गारवे समाधान में, 9 परतों के साथ एक विशेष भंडारण में गर्मी जमा होती है। तीन बाहरी परतों में मुख्य रूप से समुद्री जल होता है, वे 100 ° C तक के तापमान के लिए उपयुक्त होते हैं। अन्य तीन परतों में कुचल चट्टानों की छिद्रपूर्ण परत में खनिज तेलों का एक ऊष्मा वाहक होता है और 250 ° C तक तापमान के लिए उपयोग किया जा सकता है। एक शीतलक के रूप में नमक और 450 डिग्री सेल्सियस तक सेवा कर सकता है।

गर्मी भंडारण की ऐसी प्रणाली 75-85% की दक्षता प्रदान करने की अनुमति देती है - जबकि ऊर्जा थैला की उच्चतम उपलब्धि। सच है, पारंपरिक बैटरी के विपरीत, कोई स्व-निर्वहन प्रभाव नहीं है: वायवीय शट-ऑफ वाल्व ऊर्जा का उपभोग नहीं करता है। और जब संचित को हटाने की आवश्यकता होती है, तो आपको केवल वाल्व खोलने की आवश्यकता होती है, और पानी स्वयं छह-सौ मीटर की गहराई से हवा को विस्थापित करेगा।

इस प्रयोग के लिए हवाई भंडारण उपकरणों को कनाडा की कंपनी थिन रेड लाइन द्वारा डिजाइन और निष्पादित किया गया था, जो एयरोस्पेस उद्योग के लिए कपड़े का उत्पादन भी करता है। वे ब्यूटाइल रबर से बने होते हैं, और बाहरी परत पॉलिएस्टर प्रबलित कपड़े से बनी होती है। लेपित स्टील या धमनी बेल्ट आवश्यक संरचनात्मक ताकत प्रदान करते हैं। गेंदें खुद छोटी हो सकती हैं, और दसियों मीटर की एक जोड़ी।

एनर्जी बैग के डेवलपर्स परियोजना को छोटे और मध्यम आकार के व्यवसायों के लिए काफी उपयुक्त मानते हैं: इस तरह की प्रणाली की लागत ब्लैकआउट के दौरान काम करने वाले एक आपातकालीन डीजल जनरेटर की तुलना में काफी सस्ती लगती है और नाटकीय रूप से बिजली (डीजल ईंधन!) की लागत को बढ़ाती है। तटीय क्षेत्रों में ऐसी संरचनाओं की तैनाती उचित है।

600 मीटर की गहराई पर, जहां परीक्षण किए जा रहे हैं, सबसे बड़ा 20 मीटर एनर्जी बैग अब तक 70 मेगावाट ऊर्जा का संचय करता है, जो कि 300 टन की लिथियम बैटरी के बराबर है, जो लाखों डॉलर का है। एक बैग पहले से ही सबसे शक्तिशाली पवनचक्की के असमान संचालन के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए पर्याप्त है, और एक मानक पवन टरबाइन केवल 14 घंटे में हवा की आवश्यक मात्रा को पंप करेगा। लेकिन पवन ऊर्जा की असमान आपूर्ति उन समस्याओं में से एक है जो पवन ऊर्जा स्टेशन के डिजाइन और संचालन को काफी जटिल करती है।



इसलिए, जैसा कि आविष्कारक कहते हैं, सिस्टम जल्द ही पवनचक्की के लिए एक आला आवेदन के रूप में खुद को ढूंढ लेगा, जिसके बगल में अतिरिक्त पीक पीढ़ी और आवश्यक गहराई बहुत है।

और निष्कर्ष में, एक छोटा सा वीडियो:


सूत्रों का कहना है:
एक दो तीन