Fremtiden for energiforsyning:Kombineret energilagring en nøgleteknologi

Ideen er enkel. Et hold ledet af Franz Georg Pikl, en ph.d. studerende ved Institute of Hydraulic Engineering and Water Resources Management ved TU Graz, har kombineret fordelene ved pumpet lagringsteknologi og varmelagring ved hjælp af vand som et medium for at skabe et "varmtvandspumpet lagringsvandkraftværk." Det nye system lagrer og leverer elektricitet, varme- og køleenergi efter behov.

Det første element er pumpet vandkraft, en teknologi, der støt er blevet forfinet gennem de seneste 100 år. Det er i øjeblikket den mest pålidelige, effektiv og holdbar form for ellagring. Vandkraftsystemer til pumpning findes hovedsageligt i bjergrige lande, da de kræver en højdeforskel mellem to reservoirer, samt tilstrækkelige mængder vand. Når der produceres store mængder strøm, den overskydende elektricitet bruges til at pumpe vandet fra det nederste reservoir til det højere. Hvis efterspørgslen efter elektricitet stiger, vandet løber ned igen og driver turbiner, der igen genererer strøm. Pikl har implementeret dette princip helt under jorden. Underjordiske tunneler bruges til at skabe højdeforskellen mellem de to underjordiske reservoirer, der er nødvendige for at producere elektricitet, uanset topografi. Dette minimerer det nødvendige areal, og forenkler både processen med at finde en lokation samt den obligatoriske godkendelsesprocedure.

varmeakkumulatorer, hvor den termiske energi er lagret, udgør den anden komponent i det nye opbevaringskoncept. Takket være dens høje specifikke varmekapacitet, vand tjener som et ekstra lagringsmedium for termisk energi til det underjordiske pumpekraftværk. Vedvarende energi bruges til at opvarme vandet til op til 90°C. Termisk energi lagres og bruges ved hjælp af varmevekslere installeret i de underjordiske reservoirer. Når efterspørgslen efter varme er høj, den kan leveres direkte til forbrugerne via fjernvarmetransmissionsledninger.

Franz Georg Pikl integrerede også fjernkølingsteknologi i konceptet – denne metode til at køle bygninger bliver stadig mere betydningsfuld – i form af absorptionskølere. Når det er nødvendigt – med andre ord, på varme dage – det varme vand driver kølerne, som producerer køleenergi, der distribueres til kunderne langs fjernkøletransmissionsledninger. For at sikre en konstant tilførsel af køleenergi til forskellige temperaturzoner, dette system kan modificeres ved at afkøle vandet i det underjordiske pumpede vandkraftværk – som så kunne betegnes som et "koldtvandspumpet vandkraftværk".

Miljømæssige og økonomiske fordele

Teknologiske og energirelaterede forundersøgelser understreger den høje grad af effektivitet og omkostningseffektivitet ved dette hybride lagerkoncept. "Kombinationen af ​​så højeffektive systemer, med effektivitetsfaktorer på omkring 80 % for el- og varmelagring, resulterer i en betydelig stigning i den samlede energilagring sammenlignet med separat implementering, og niveauet af ressourceforbrug forbliver det samme. Takket være denne nyudviklede energilagring, forskellige vedvarende energikilder kan samles ved hjælp af infrastruktur tilsluttet energinettet, hvilket igen vil hjælpe energiindustrien med at overkomme de udfordringer, den står over for. Anlægget skiller sig også ud ved sin rentabilitet. Tilbagebetalingsperioden er kortere end ved konventionelle pumpekraftværker, " forklarer Pikl. De økologiske aspekter af projektet gør det også til et attraktivt forslag:nul-emissionsdrift er mulig, der kræves ingen friarealer, og energilageret henholdsvis kraftværket påvirker ikke den naturlige vandbalance, hvilket igen mindsker miljøbelastningen.

Fra teori til praksis

Pikl forsøger i øjeblikket at få støtte fra energileverandører og virksomheder til opførelse af et prototype varmtvandspumpet lager. "De separate teknologier har været i brug i årtier, men ingen har nogensinde fundet på ideen om at samle dem. At nå Parisaftalens mål om at begrænse temperaturstigningerne til 1,5 grader kræver omfattende tiltag, samtidig med at vi så vidt muligt bevarer vores livskvalitet. Vores system kan være en af ​​byggestenene til at sikre fremtidens energiforsyning ved hjælp af vedvarende energikilder, og ville også repræsentere en energieffektiv, et miljøvenligt skridt fremad. Strukturerne kunne fungere i lang tid, hvilket betyder, at de også ville afskrive i klimabeskyttelsesformål."