Подразделение «X» холдинга Alphabet создаст хранилище энергии в виде расплавленной соли и охлажденной жидкости



    У холдинга Alphabet, частью которого является Google, есть подразделение «Х», занимающееся проектами, которые выглядят как чистой воды фантастика. Один из таких проектов сейчас как раз собираются реализовать. Он называется Project Malta, а участие в нем собирается принять участие Билл Гейтс. Правда, не непосредственно, а через свой фонд Breakthrough Energy Ventures. Выделить планируется около $1 млрд.

    Пока что неясно, когда именно будет выделено финансирование, но намерения всех партнеров более чем серьезные. Идея хранилища энергии, часть которого — резервуар расплавленной соли, а часть — охлажденный теплоноситель принадлежит ученому Роберту Лафлину. Он профессор физики и прикладной физики в Стэнфордском университете, Лафлин получил Нобелевскую премию по физике в 1998 году.



    Главная идея всего проекта — обеспечить непрерывность подачи энергии, генерируемой альтернативными источниками, прежде всего, ветром и солнцем. Да, конечно, есть разного рода аккумуляторные системы, которые позволяют запасать энергию днем и отдавать ее ночью или в проблемные для альтернативных источников периоды времени (облачность, безветрие и т.п.). Но они могут хранить относительно небольшой объем энергии. Если же говорить о масштабах города, области или страны, то таких аккумуляторных систем нет.

    Но их можно создать, воспользовавшись идеей Лафлина. Она предусматривает следующие структурные элементы:

    • Источник «зеленой» энергии, например, ветро- или солнечную электростанцию, которая передает энергию в хранилище.
    • Далее электрическая энергия приводит в действие тепловой насос, идет преобразование электричества в тепло, причем образуются две области — горячая и охлаждённая.
    • Тепло запасается в виде расплава соли, кроме того, есть и «резервуар холода», это сильно охлажденный теплоноситель (как пример).
    • Когда требуется энергия, запускается «тепловой двигатель» (система, которую можно назвать антитепловым насосом) и снова вырабатывается электричество.
    • Нужный объем энергии отправляется в общую сеть.



    Патент на технологию уже получен Лафлином, так что теперь лишь дело за технологиями и финансированием. Сам проект может быть реализован, например, в Калифорнии. Здесь было «потеряно» около 300 000 кВт*ч энергии, сгенерированной ветровыми и солнечными электростанциями. Дело в том, что ее было произведено столько, что не было возможности сохранить весь объем. А этого достаточно для снабжения энергией более 10 000 домохозяйств.

    Аналогичная ситуация сложилась в Германии, где в 2015 году было потеряно 4% «ветровой» электроэнергии. В Китае этот показатель и вообще превысил 17%.

    К сожалению, представители «Х» ничего не говорят о возможной стоимости проекта. Вполне может быть, что при условии грамотной реализации хранилище энергии с солью и охлажденной жидкостью обойдется дешевле, чем традиционные литиевые аккумуляторы. Тем не менее, сейчас стоимость литиево-ионных батарей падает, примерно на одном уровне держится и стоимость «грязной» энергии. Так что если инициаторы проекта «Мальта» хотят конкурировать с традиционными решениями, им нужно достичь значительного удешевления стоимости киловатта в своей системе.

    Как бы там ни было, реализация проекта уже не за горами, так что в скором времени мы сможем узнать все необходимые детали.


    Madrobots

    542,00

    Компания

    Поделиться публикацией
    Комментарии 44
      +2
      «тепловой двигатель»

      А почему в кавычках? Выше цикла Карно не прыгнешь. Так что это и есть тепловой двигатель + генератор.

        0
        Не совсем понятно, на что получили патент.
        Сама идея очень сильно не нова.
          0
          Гм… А может кто-нибудь внятно объяснить в связи с чем такая система эффективнее чем запасание в потенциальной энергии (подъёме тяжестей, по тупому)? И насколько.
            0
            Если посчитать все в цифрах, то преимущества очевидны
            Потенциальная энергия груза равна: например 1 тонна поднятая на высоту 10 метров
            E = mgH = 1000кг*9,8м/с2*10м = 98 000 дж это 98 000 дж/ 3 600 000 дж = 0,027 кВт*ч
            в то же время например например всего 1 кг воды нагретый на 25 гр. запасает
            Q = cmdT= 4200 * 1кг * 25гр. = 105 000 Дж.
              0
              Супермаховик способен хранить до 500 Вт·ч (1,8 МДж) на килограмм веса (Википедия).
                0
                С маховиками накопительную станцию делали уже. Что-то не пошло. Возможно, из-за движущихся деталей.
                  +1
                  Где-то читал (сейчас точно не найду источник), что предел прочности на разрыв имеющихся материалов всё портит.

                  Супермаховик это ведь не сплошной диск, вращающийся в вакууме, потому что сплошные порвёт, из чего ни делай — физика. Это скорее катушка из сверхпрочных волокон, хитрым способом привязанная к оси спицами, примерно как велосипедное колесо. Так вот спицы из современных материалов тоже рано или поздно рвутся. И единственный материал, который теоретически подходит под такие нагрузки — это углеродные нанотрубки. Но их пока не научились получать нужной длины, и тем более пока непонятно, как свить из них трос. Если научатся, тогда, возможно, что-то и выйдет.
                0
                Это работает только если вам горячая вода для отопления нужна, или тепловая энергия халявная. Обратное преобразование из тепла в механическую работу (электричество) — съест не меньше 60% от накопленной энергии. С подъемом тяжестей — потеряем в разы меньше.
                  +2
                  Есть мнение, что данный накопитель просто удобнее и технологичнее в реализации, сама идея данного накопителя в том что его можно поставить где угодно и подвести только линию питания/отбора мощности, будет работать как обычный аккумулятор.
                    0
                    Это если в нагреве воды запасать.
                    А так чем сильнее греем — тем выше КПД в итоге.
                    Плюс у теплового насоса условный КПД выше 100% (т.е. подведя джоуль электричества мы нагреем соль на два джоуля, например)
                  0
                  В таком (не этом, разумеется), можно взрывать термоядерные бомбы и преобразовывать термоядерную в электрическую энергию. :)
                    0
                    Осталось только для симметрии изобрести криоядерные бомбы :)
                  +2
                  КПД гидроаккумулирования современных ГАЭС составляет 0,72-0,75 каков КПД этой установки?
                    +1
                    чуть выше YaSeven отписал, почему НЕ ВЫГОДНО хранить краткосрочно энергию в виде потенциальной, например в поднятом грузе/воде. Слишком огромные массы нужно перемещать для того что бы серьезный объем хранить. Даже если кпд данной системы будет в 2 раза ниже, это все равно выгоднее с точки зрения площади и объема хранения, даже с учетом потерь. Сейчас все потерянное тупо уходит на нагрев воздуха, с таким аккумулятором есть возможность хотя бы частично использовать сотни тысяч потерянных киловатт. В статье есть сравнение с литий ионными, то есть они не сильно хуже лития, но сомневаюсь что время отклика системы удастся сделать столь же коротким как у традиционных аккумуляторов. Или все же придется использовать буфер из литиевых аккумов.
                      0

                      Там же выше ему ответили про маховики

                        0

                        А толку? Идее маховиков несколько десятков лет, но этот воз с места не движется. Что-то пошло не так? (ц)

                          0
                          маховики используют вместо аккумуляторных ИБП в качестве буфера при включении дизель-генератора
                          не помню, была ли на ГТ/хабре статья о них, но в комментариях точно как-то проскакивало
                            0
                            ещё в куче станков в качестве «сглаживателя», когда временами резко возрастает нагрузка.
                              0
                              Была на хабре и не одна.
                              Гуглится по запросу «маховик дизель хабр»
                              habr.com/company/croc/blog/245553
                              +1

                              Так раньше не было такой нужды хранить массу энергии, т.к. не было столько возобновляемых источников с периодичным выходом.

                                0

                                Почему не было? Была нужда. Только не от от источников с периодическим выходом, а для потребителей с периодическим входом. Задача была актуальна даже в СССР с большой протяжённостью по долготе и единой энергосистемой и решалась, к примеру, бесчеловечным трёхсменным графиком работы заводов. Кое где решается гравитационным способом — перекачкой больших объёмов воды из одного резервуара в другой. Или аккумуляторами, как Маск в Австралии. Или как вот в этой статье. Но где супермаховики? А ведь я читал про них больше 30 лет назад впервые.

                                0
                                Возможно, проблема в гироскопическом эффекте маховика от его движения в пространстве, вызванном вращением планеты, и помноженном на гигантские объёмы энергии в маховике?
                                  0
                                  Вот это идея!

                                  Идея номер 1: Затормозить планету до 26 ч. в сутки. Чтобы на конец то выспаться.
                                  Идея номер 2: Использовать вращение земли как гигантский накопитель энергии.
                                    0
                                    1. Может проявиться обратный эффект: спать дадут столько же, а работать заставят больше. Осторожнее с желаниями…
                                    2. А если разорвёт? Это ж не супермаховик…
                                      0
                                      А статор к чему крепить предлагаете?
                                        0
                                        А как спутники ориентируют в пространстве? К чему ихний статор присобачен?

                                        С землей тоже самое, только масштаб иной.
                                          0
                                          Не, планетарный гироскоп — это даже для меня слишком трешево.
                              0
                              Занимаемая площадь будет намного меньше. ГАЭС не всюду пристроишь.
                              –1
                              Описанные в статье районы входят в энергосистемы и самый экономически выгодный вариант сливать излишки туда.
                              Второй вариант уже примеряют к авто — проточные аккумуляторы.
                              Этот проект мне кажется просто распилом.
                                +3

                                Распил — это если бы речь шла о бюджетных деньгах.
                                А так частное лицо и корпорация собрались на что-то потратить собственные деньги — да пусть хоть биткоины майнят или мундиаль устраивают.

                                  0
                                  Это я бы назвал —
                                  распил второго порядка
                                  Занятие наукой, по очень давнему определению есть удовлетворение своего собственного любопытства за государственный счет.

                                  Во все времена наука сидела на шее государства. Вместе с армией, пенсией, образованием, искусством и прочими недрами с экологией. Пенсионные фонды приватизировали первыми (когда стало можно). От тяжести заботы о недрах бизнес во всем мире освобождает государственные плечи (уже, в основном, освободил). Я про Африку, если что — ЮАР, алмазы.
                                  С коммерциализацией образования, по-моему, уже разобрались во всем мире.
                                  Некоторым корпорациям приглянулись наука и технологии.
                                  Ничего личного — просто бизнес.

                                    0

                                    У вас ус отклеился.

                                0
                                Объясните, пожалуйста, принцип действия. Я вот чего не понимаю: вода со временем нагреется, а соль застынет — переход любой системы в состояние термодинамического равновесия никто не отменял.
                                  0
                                  Принцип — нагреть и охладить, пока есть излишки энергии, когда появится потребность отдать, запустить тепловой двигатель и выдать мощность в систему (вернуть часть энергии). Хранилища хорошо изолированы, а пульсация энергетических потоков достаточно частая, чтобы не успеть потерять слишком много запасенной энергии. Кроме того, эта штука всяко лучше простого сброса сгенерированной энергии в пространство, когда потребителей недостаточно.
                                  0
                                  Вот реализованные на расплавленной соли проекты.

                                  habr.com/post/102753
                                  teknoblog.ru/2016/08/01/66043

                                  Было бы интересно взглянуть на цифры, обосновывающие использование теплового насоса и отдельного хранилища для «холода», вместо банального нагревателя.
                                    0
                                    Чем больше разница температур, тем эффективнее обратное преобразование энергии.
                                      0
                                      Да, но тем менее эффективна работа теплового насоса. Да и температура плавления поваренной соли — 800 градусов. Относительная разница получится не очень большой.
                                        –1
                                        Попробуйте посмотреть весь процесс целиком. Чтобы запустить турбину от соли нужен теплоноситель. После турбины остаток тепла надо куда то деть. Если сбросить, пострадает КПД.

                                        Хорошее решение использовать тепловой насос и загнать остаток энергии обратно в соль. Но тепловой насос еще производит холод, которого не хочется сбрасывать. Решение — давайте охладим теплоноситель. И зачем отдельно охлаждать теплоноситель? Он же теплоноситель. Просто погоняем его по системе, холод — это бонус.

                                        Что будем делать с нагревателем? Соль нагревает тепловой насос, отдельный нагреватель возможно здесь лишний.
                                    0
                                    Далее электрическая энергия приводит в действие тепловой насос, идет преобразование электричества в тепло, причем образуются две области — горячая и охлаждённая.

                                    Тепловой насос забирает тепло от «охлаждаемого» тела и передает «нагреваемому»(как кондиционер или холодильник), он не преобразовывает электричество в тепло (как электрический обогреватель или фен). В итоге он конечно все равно небольшую часть электроэнергии преобразовывает в тепло, потери на трение и прочее никто не отменял, но это именно потери, а не основная функция.
                                      0
                                      Ну в общем-то достаточно большая часть электричества в тепло переходит, например при нагреве с н.у. на 50 градусов — 20-25%.
                                      И чем больше разница температур — тем больше, это фактически обратная величина от КПД цикла карно
                                      0
                                      1 Нагрел соль — испарил воду — крутанул турбину
                                      Сброс тепла будет в любом случае и если чуток на отопление и горячую воду отдать то КПД будет 60-80%

                                      2 Нагрел соль за счет охлаждения жидкости — испарил воду — крутанул турбину — сбросил тепло в охлажденную жидкость

                                      Теоретически тепло не сбрасывается почем зря, осталось придумать тепловой насос способный работать на большой разнице температур
                                      соль плавится овер 500, холодным считаем ниже 100 (все в цельсиях).
                                      Из того о чем пишут в интернетах перекачать от воды в 4 градуса в теплоноситель 40 градусов, КПД примерно 40%, при разнице в 400 КПД будет менее 1 %
                                        0
                                        Тут надо считать.
                                        У тепловых машин очень хреновый КПД.
                                        И хранить тепло и холод долго не получится.
                                        Может лучше накачивать водохранилище… И потом спускать через генератор по необходимости.
                                          0
                                          Я так понимаю, хранить долго и не надо. Достаточно сглаживать суточные неравномерности генерации (для солнечной), ну максимум недельные (для ветряной), и неравномерности потребления (тоже суточные и недельные).

                                          И, главное, тщательно хранить-то сформированные потенциалы не очень надо — достаточно поддерживать их до момента начала активного расходования.
                                          0
                                          А как посчитаны эти 10 тысяч домохозяйств? Потерянные 300,000 кВт*ч / 10,000 домохозяйств, дает 30кВт*ч на дом. Не сходится либо потребление, либо изначальная цифра.
                                          Может неправильно считаю?

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                          Самое читаемое