211service.com
Tryckluftssystem kan hjälpa vindkraft
SustainX , en startup i West Libanon, New Hampshire, har fått 20 miljoner dollar i riskkapital för att testa sin energilagringsteknik för tryckluft i stor skala.
Tekniken skulle kunna möjliggöra en bredare användning av lagring av tryckluft, vilket i sin tur skulle kunna göra förnybar energi mer attraktiv, eftersom den skulle tillåta vindkraft som genereras på natten att lagras till dagsljus, då efterfrågan är högre. Om det blir framgångsrikt kan tekniken minska behovet av att bygga naturgasanläggningar för att tillgodose efterfrågan på toppeffekt.
Behovet av lagring ökar i takt med att regeringar kräver användning av mer förnybar energi. SustainX har demonstrerat en prototyp på 40 kilowatt och färdigställer nu ett system på en megawatt, planerat att användas nästa år med kraftbolaget AES.
I konventionella tryckluftslagrar används elektricitet för att komprimera luft, som lagras i underjordiska grottor eller akviferer. Den luften släpps sedan ut för att driva en turbingenerator för att producera el när det behövs. Sådan lagring kostar ungefär en tiondel av vad batterilagring kostar, men den används inte mycket eftersom den till stor del kräver en plats med underjordiskt lagringsutrymme. SustainX:s system eliminerar detta problem eftersom det effektivt kan använda lagringstankar ovan jord snarare än kaverner.
Att lagra tryckluft i tankar ovan jord är opraktiskt med ett konventionellt turbinbaserat system på grund av tankarnas stora storlek och kostnad. SustainXs teknologi minskar kostnaden för tankarna och andra kapitalkostnader. Vi lagrar energi med tryckluft ovan jord till priser under jord, säger medgrundare och vicepresident Dax Kepshire.
Företaget minskar kostnaderna genom att använda kolvar, snarare än turbiner, för att generera el. Gasturbiner kan bara generera elektricitet från ett smalt område av lufttryck. Kolvarna kan arbeta på ett större avstånd - och eftersom luft kan komprimeras mer kan systemet lagra mer energi. Dessutom fungerar kolvarna bra efter att trycket i tanken har sjunkit för lågt för att driva en turbin.
Företaget förbättrar också effektiviteten i systemet genom att öka mängden el som kan genereras. I konventionella system försvinner värmen som genereras från komprimering av luft till atmosfären. För att generera elektricitet måste den kalla, komprimerade luften värmas upp när den expanderar, vilket kräver bränsle.
SustainXs teknologi minskar denna värmeförlust avsevärt. Den komprimerar luft genom att använda elektricitet för att driva kolvar inuti cylindrar. För att frigöra energi driver expanderande luft kolvarna baklänges, vilket driver en generator. En fin vattenstråle inuti cylindrarna absorberar värme som genereras under kompression. Varmvattnet lagras och sprutas tillbaka in i cylindrarna under expansion, så systemet behöver inget extra bränsle för att värma luften. Vattensprayen ökar processens energieffektivitet från 54 procent till 95 procent, säger företagets medgrundare Ben Bollinger.
Kepshire säger att systemet kan leverera kraft till mindre än naturgasanläggningar som används för att leverera el vid toppefterfrågan.
SustainX är ett av en handfull företag som arbetar med isotermisk tryckluftslagringsteknik. Den andra stora aktören på området är Newton, Massachusetts-baserad Allmän kompression , samlade nyligen in över 50 miljoner dollar för sitt system, som använder en vindturbin för att driva kompressorn och luftexpansionsenheten. Det finns bara två driftsatta anläggningar för energilagring av tryckluft i världen, en i Alabama och en i Tyskland, på totalt 440 megawatt. Två projekt är under uppbyggnad i USA: en 300 megawattsanläggning i Kern County, Kalifornien, och en 145 megawattsanläggning i Watkins Glen, New York.
Isotermisk tryckluftslagring har potential att bli mer energieffektiv än konventionella system, men fullskaliga demonstrationer kommer att vara beviset, säger Mark Johnson, en programdirektör vid U.S. Department of Energys Advanced Research Projects Agency-Energy. Det kan ta fem år eller längre för sådana system att visa sig vara ekonomiska och få bred användning, säger han.
Robert Schainker, senior teknisk chef vid Electric Power Research Institute i Palo Alto, Kalifornien, säger att lagring ovanjord kommer att begränsas till mindre än fyra timmars lagring - för större mängder lagring ser ekonomin bättre ut för underjordiska grottor. Att lägga till en kilowattimmes lagring till en grotta kan kosta $2, säger han, jämfört med $250 för att lägga till en kilowattimme av lagringstankar.