Federálna asociácia skladovania geotermálneho stlačeného vzduchu
Kolísanie dodávok energie z obnoviteľných zdrojov energie si vyžaduje portfólio rôznych systémov skladovania energie. Podzemie ponúka strategické ukladanie energie na stupnici TWh. Ako možnosti skladovania existujú v závislosti na požadovanej kapacite dutiny s malými priemermi (mikro- až centimetre, tzv. Ukladanie pórov) alebo dutiny s veľkými priemermi (metre a podstatne väčšie, takzvané kavernové sklady). Adiabatický zásobník stlačeného vzduchu umožniť rozsiahle a efektívne skladovanie elektriny s výzvou vysokoteplotného a vysokotlakového uskladňovania tepla.
Adiabatické akumulačné elektrárne na stlačený vzduch sú obzvlášť vhodné na podporu integrácie kolísajúcich obnoviteľných energií prostredníctvom hodinových rezerv a špičkovej elektrickej energie. Využívajú kompresiu alebo expanziu vzduchu na ukladanie prebytočnej elektriny v podzemí vo forme potenciálnej energie. Na ich komercializáciu je však stále potrebné vynaložiť značné úsilie. Na skladovacie elektrárne na stlačený vzduch s „diabetickým“ riadením procesov, ktoré sa doteraz implementovali, sa vzťahujú systémové obmedzenia účinnosti z dôvodu straty odpadového tepla z kompresie. Iba „adiabatické“ riadenie procesu umožňuje vyhnúť sa tejto nevýhode. Základnou myšlienkou tohto procesu je spojiť ziskové teplo z kompresie, ktoré vzniká v procese expanzie. To sa dosiahne prechodným ukladaním výsledného tepla z kompresie a návratom do procesu vypúšťania zásobníka.
Táto technológia môže nahradiť kompenzáciu tepelných strát z fosílnych zdrojov energie (spaľovanie plynu). Takto dosiahnuté „využitie odpadového tepla“ poskytuje výrazne lepšie úrovne účinnosti skladovania okolo 70% (elektrina na elektrinu). V prípade adiabatického uskladnenia stlačeného vzduchu je kompresia podporovaná kompresormi. Systém má tepelný zásobník na stlačené teplo, ktoré sa znovu využíva pri uvoľňovaní stlačeného vzduchu z tohto zásobníka. Ohriaty stlačený vzduch sa používa na výrobu elektriny pomocou turbín. Skladovanie tepla je ústrednou súčasťou tohto typu elektrárne. Obzvlášť vhodné sú systémy na skladovanie geotermálnej energie.
Pretože tlak by sa kontinuálne znižoval, keď je stlačený vzduch extrahovaný zo zásobníka, musela by na to byť navrhnutá buď turbína, alebo by sa pokles tlaku musel udržiavať konštantný pomocou vhodných opatrení, ako je nad sebou položený vodný stĺpec. Pri použití vodonosných vrstiev ako úložných priestorov sú tu mysliteľné inteligentné riešenia.
Dôležitosť geotermálnej energie
Technológie potrebné na skladovanie stlačeného vzduchu majú určitú technologickú blízkosť k hlbokej geotermálnej energii. Platí to najmä vtedy, keď sa stlačený vzduch neukladá v kavernách, ale v pórovom priestore, napríklad vo vodonosných vrstvách. To platí aj vtedy, ak je zásobník tepla inštalovaný ako zásobník geotermálneho tepla, čo je určite najlepšia forma skladovania pre veľké akumulačné kapacity.
literatúry
Ernst Huenges: Tepelné, mechanické a skladovanie materiálu v geologickom podloží - koncepty, technológie a prevádzkové skúsenosti. FVEE • Témy 2013.