Проект Malta: хранение энергии при помощи расплавленной соли выходит на новый уровень



    Солнечные термоэлектростанции используют расплавленную соль в качестве теплоносителя. Работает система относительно просто: сфокусированные солнечные лучи направляются при помощи зеркал на башню с солью, соль плавится под воздействием температуры, переносит тепло. Его используют для превращения воды в перегретый пар, который вращает турбины, вырабатывающие электричество.

    Как оказалось, при помощи расплавленной соли энергию можно не только вырабатывать, но и запасать. Именно этим занимается стартап Malta, который ранее являлся частью подразделения Х корпорации Alphabet. И этот стартап, уйдя из Alphabet, уже успел получить $26 млн от группы инвесторов Breakthrough Energy Ventures. Членами группы являются Джефф Безос, Билл Гейтс, Майкл Блумберг.

    Зачем запасать энергию, да еще таким странным способом? Дело в том, что «зеленой» энергии с каждым годом вырабатывается все больше, зачастую образуются излишки, которые негде запасать. В Китае в 2017 году было потеряно 17% энергии, полученной при помощи ветровых турбин. Литиевые аккумуляторные системы пока что слишком дорогие, так что их не могут использовать все желающие. Стартап Malta утверждает, что запасать энергию можно при помощи более экономного способа.

    О принципе работы системы, заложенной в основу Malta, рассказывалось еще в 2017 году. В основе всего — расплавленная соль, разогретая до высокой температуры и недорогой охлажденный антифриз. Сначала, используя тепловой насос, электричество превращают в тепло, запасая его в расплаве соли. Далее, когда электричество снова потребуется (например, ночью или в безветренный день), расплавленную соль объединяют с холодным антифризом, а тепловой насос преобразует тепло в электричество. Хранить тепло можно неделями.



    Cейчас компания решила начать работать с целью получения прибыли, то есть стать коммерческой организацией, а не научно-популярным подразделением Google.

    Преимущество Malta в том, что ее системы могут быть размещены где угодно (конечно, имеется в виду регион, где есть необходимость в запасании энергии). Кроме того, такая система получается не особенно дорогой, так что развертывание инфраструктуры такого рода не слишком ударит по карману налогоплательщикам или же какой-либо компании, решившей воспользоваться услугами Malta. Срок службы системы составляет 20-40 лет. В отличие от тех же литиевых аккумуляторов расплав соли не «потеряет емкость» и не испортится. Нет и выделения токсичных веществ.

    Стоит отметить, что Malta базируется на разработке Нобелевского лауреата по физике Роберта Лафлина. В апреле этого года компания опубликовала патент своей разработки.

    Пилотный проект будет реализован в Китае, правительство которого выразило готовность поддержать проект. Массивную систему сразу создать не получится, авторы развернут относительно небольшую инфраструктуру, которую, впрочем, легко масштабировать.


    Madrobots
    392,00
    Приближаем сингулярность за ваши деньги
    Поделиться публикацией

    Комментарии 43

      +12
      расплавленную соль объединяют с холодным антифризом


      што
        0
        Антифриз солят, чего тут непонятного.
        0
        Сначала, используя тепловой насос, электричество превращают в тепло, запасая его в расплаве соли.

        Тепловой насос эффективен, когда разница температур нагреваемого помещения и окружающей среды небольшая. А какая там температура у расплавленной соли? Разве что они используют ацетат натрия.
          0
          Скорее это ошибка, электричество превращают в тепло путём подачи его на высокое сопротивление, а тепловым насосом тепло перемещают, а значит нужно иметь источник этого тепла.
          Хотя может речь была про то как тепло от расплавленной соли из башни передают соли в бассейне под землёй? Если так, то может эту соль напрямую надо было закачивать?
            0
            Зачем сопротивления? Это сразу очень низкий КПД процесса. В электричество в тепло то ~100%, а вот обратно только 30-40%.

            Тут именно качают электрическим тепловым насосом создавая запас разогретого рабочего тела в момент «зарядки», тепло от которого потом крутит турбину и генератор в момент «разрядки».
            0
            Сферический тепловой насос не имеет никаких ограничений по максимальной разнице температур. Это мы просто привыкли к холодильникам-кондиционерам, работающим с разницей температур в пределах ~ 50 градусов. Но можно сделать и на разницу температур в сотни градусов — больше перепады давлений рабочего тела = больше разница температур холодильника и нагревателя.
            Эффективность снижается с ростом разницы, но все-равно выше чем прямой нагрев.
            +2
            И какая соль? Даже поваренная соль попав в землю сделает её непригодной для сельского хозяйства на какое-то время. Так что тут разговор не о токсичности. А помимо литиевых аккумуляторов есть куча других, как-то тупо сравнивать только с ними. Есть для примера кинетические.
              +6
              Кроме «тупой» токсичности есть ещё удельная. Кинетические аккумуляторы потребуют столько тупого бетона, что от его производства экологии будет нанесён больший вред, чем даже от производства аккумуляторов.
                0
                Кроме башен с бетоном есть варианты с маховиками, но их экономическую эффективность надо считать.
                  +3
                  Бетон не так страшен для окружающей среды, и срок службы значительно дольше, чем у аккумуляторов.
                    +1
                    Сам бетон вообще практически нейтрален, с ним проблем нет. Вредно его производство, в первую очередь цемента.

                    Разница в токсичности образующихся отходов и выбросов конечно в пользу бетона и цемента, но вот в объемах…
                    Чтобы заменить 1 кг литиевого аккумулятора или 3 кг натриевого по запасаемой энергии(~900 кДж) нужен бетонный блок массой ~500 кг поднимаемый/опускаемный на высоту ~200 метров. Или раскручиваемый на месте до относительно высоких скоростей вращения (эквивалента линейной скорости в ~60 метров/сек). Сильно их кстати раскручивать нельзя вообще, бетон для такого варианта плохой материал — хорош для статических нагрузок на сжатие, но плох для динамических нагрузок на растяжение или изгибание возникающих в кинетических накопителях.
                    Поэтому бетон в них вообще обычно не используют, а используют сталь или разные композиты.
                  0
                  Литиевые соли (в виде фторидов и фторгидратов) ещё и в расплав годны. Именно для таких целей (тепловой аккум). См. работы Нурбея Гулиа, чг я удивлён, что тут патентные юристы и тролли не протоптались.
                  +5
                  Дико извиняюсь, но те же солнечные термоэлектростанции как раз и работают с запасённой энергией в расплаве соли, поэтому и работать могут не только лишь днём и в солнечную погоду. Поэтому притянутое за уши
                  Как оказалось, при помощи расплавленной соли энергию можно не только вырабатывать, но и запасать.

                  вызывает разрыв шаблона.

                  И как оказалось, эту информацию я почерпнул ещё из детских энциклопедий лед дцать так тому назад.
                  Технологию за это время конечно усовершенствовали, но принцип не есть ноу-хау и высасывать из этого новость — сомнительно.
                    0
                    Они запасают тепло, которое же сами и собирают (от солнца). Речь там скорее не об аккумуляции, а о сглаживании собственной генерации станции, выдачи энергии в сеть более равномерно и предсказуемо по сравнению с обычной СЭС.
                    Это действительно не ново и известно очень давно.

                    Тут же речь идет именно об аккумуляции электроэнергии (через промежуточное сохранение в виде тепла). Берем электричество из сети когда его избыток (от любых источников, не важно как и где они ее вырабатывали), возвращаем электричество в сеть, когда его дефицит.

                    Этот скорее аналог ГАЭС или пневматических накопителей, чем СЭС на расплавах соли.
                      0
                      Как оказалось, при помощи расплавленной соли энергию можно не только вырабатывать, но и запасать.

                      И как оказалось, эту информацию я почерпнул ещё из детских энциклопедий лед дцать так тому назад.

                      Больше скажу, это известно на столько давно, что разрывает шаблон на атомы, к примеру в домашнем использовании:
                      Крупную соль нагревают дома, для прогрева «любых частей тела», типа прогреть ухо и т.д.
                      И используют потому-что плотнее(больше может тепла аккумулировать) и по сравнению с водой можно дольше прогреваться.
                        +2
                        Используют только ради удобства (мешочек с солью удобно прижимать и он может принимать форму интересующей части тела если набит неплотно) и доступности — соль под рукой есть практически всегда и у всех. Ну и глупого «народного» поверья идущего еще от бабушек из деревень, что «сухое тепло» якобы лучше помогает, чем «мокрое» даже если без контакта с собственно водой (например от воды в грелке).

                        Темплоемкость и соответственно время сохранения тела у соли наоборот меньше чем у воды, если температуру до плавления не доводить. Что в домашних условиях конечно никто не делает.
                      +1

                      Есть прямой способ запасать электроэнергию в расплаве соли — аккумуляторы ZEBRA.

                        0
                        Разве напрямую? Насколько я по описанию понял — высокая температура лишь необходимое условие для протекания реакций в процессе заряда-разряда.
                          0

                          Напрямую — это без преобразования в тепло и обратно. Меньше потери для ветряков.

                            0
                            Точно. Просто в теме статьи немного не о том подумал и не так понял Ваш комментарий.
                        0
                        Перевод ужасен не кривостью русских предложений, а потерей смысла.
                        Ну, и название «Мальта» подсказывает, что это ни разу не стартап. Уже достаточно много лет там строят большие солнечные электростанции. И был даже гигапроект снабжения Европы этой энергией. Вот только, когда пересчитали стоимость доставки, радужность обещаний выросла на порядок, а реальное строительство замёрзло.
                          +1
                          Проблема у тепла — его доставка и хранение, очень большие потери… по уму теплоаккумулятор должен стоять прямо в башне солнечного коллектора.
                          В статье ни слова о кпд системы, может быть потери будут выше 17% простоя?

                          p.s. солнечные коллекторы можно приобрести и бытового назначения — в виде метровых стеклянных трубок, где в вакууме размещены теплоприемник и теплотрубки, дает на кончике 200+ градусов. Но чтобы запасать это тепло для центрального отопления, необходимо сотни литров воды… можно ли реализовать систему на базе расплавов соли, чтобы ее размеры были на порядок меньше?
                            +1
                            потери будут выше 17% простоя

                            Если аккумулятор заряжается только в момент простоя (что как бы логично), то даже при КПД 0% потери выше не будут (если не учитывать расходы на строительство аккумулятора)

                            0
                            Что-то подсказывает мне, что КПД двух взаимообратных процессов преобразования энергии (сначала электричества в тепло, а затем тепла в электричество) очень далёк от 90%, а скорее всего находится где-то в области значений 40-50%…

                            Поэтому, пока теряется до 30% выработки электроэнергии, оказавшейся «лишней», т.е. непотреблённой, о подобных хранилищах не может идти и речи.
                              –1
                              КПД того же электрочайника, если не ошибаюсь, может быть за 90%. Тут как бы тоже принцип не изменился — вместо воды греем соль и более надёжно изолируем. Пускай 95%.
                              На обратном ходу работает старая добрая паровая турбина — через теплообменники соль отдаёт тепло воде. Современные паровые турбины обладают высоким КПД преобразования кинетической энергии струи пара в механическую энергию, превышающим 90%. Так что в целом, может быть не так всё и плохо.

                              И дело то не только в потерях энергии, но и ресурсах на обслуживание, требованиям к условиям эксплуатации (инфрастуктуре) и ещё каких характеристик наберётся.
                                0
                                По поводу преобразования электричества в тепло — согласен, там КПД около 90% будет скорее всего.

                                А вот обратный процесс имеет много нюансов и строго по формулам термодинамики там все рассчитывается очень точно (вспомните всякие Циклы Карно, Дизеля и др.), при этом легко для специалиста вычисляется теоретический предела для КПД каждого термодинамического цикла.

                                Грубо говоря, КПД паровой турбины в лучшем случае составляет 40%…

                                image
                                  0
                                  Греют тепловым насосом, а не кипятильником! С СОP >> 1

                                  Если бы ТН и турбина были бы идеальными тепловыми машинами, то КПД всего процесса был бы 100%.
                                  Идеальный ТН перекачивает 3 Дж тепловой энергии из холодильника в нагреватель затрачивая 1 Дж электрической энергии (COP=3), потом турбина с генератором пропускает 3 Дж тепла от нагревателя к холодильнику вырабатывает 1 Дж электрической энергии (КПД = 33%)

                                  Реальные ТН, турбины, генераторы конечно не идеальны, поэтому общий КПД всегда будет ниже 100%. Но естественно выше, чем пытаться кипятильником греть пар для обычной паровой турбины.
                                  Если получат хотя бы 70% — уже хорошо, и будет иметь большую практическую ценность, как альтернатива ГАЭС там, где природные условия не дают их создавать (нет перепада высот на ландшафте или нет больших доступных объемов воды).
                                  0
                                  Современные паровые турбины обладают высоким КПД преобразования кинетической энергии струи пара в механическую энергию, превышающим 90%

                                  А остальные операции — 100% что ли? Нет установок с таким КПД.

                                    0
                                    Это относительный КПД… в смысле, насколько реальная установка хуже идеальной для тех же температур.
                                  0
                                  Да что вы говорите? В лучших из распространенных сейчас крупномасташбных аккумуляторов электроэнергии (ГАЭС) теряется как раз около 30% в процессе работы.

                                  И это считается наоборот хорошим показателем. Потому что без них теряется 100% «лишней» энергии, а не 30%.

                                  Поэтому любой накопитель который будет терять либо меньше 30% либо стоить на 1 Вт мощности и 1 Вт*ч запасенной энергии будет встречен на ура.
                                    +1

                                    Лучше запасти лишнюю энергию с КПД 30%, чем просто ее не запасти вообще, не?

                                      0
                                      Да уж лучше с каким-нибудь. Иначе она будет просто потеряна полностью. Причем если энергия уже была принята от генератора в сеть, то ее даже просто так не «выбросить». Еще нужно тратить деньги на «утилизацию», чтобы параметры сети по напряжению и частоте не уплыли.

                                      Причем это уже не гипотеческая ситуация. В небольших масштабах иногда и в США и Европе случается, но наибольших масштабов достигла в Китае.
                                      Где с одной стороны последние годы шло форсированное (на субсидировании) развитие ВИЭ, включая feed-in тарифы с приоритетным выкупом энергии ВИЭ при приеме в сеть.

                                      А с другой они не особо хотят маневрировать мощностями других станций кроме ГЭС (но одних их их не хватает для маневров) и не успевают строить магистральные сети для перераспределение и выравнивания по территории страны. В результате часть энергии во время пиков выработки пропадает из-за недостаточной мощности (ПС) ЛЭП, хотя потребители на энергию в этот момент есть — только в другом регионе.

                                      В результате уже по 20-30% энергии выработанной ВИЭ пропадает (обычно обозначается как «curtailment») неиспользуемым и доля продолжает понемногу расти.
                                    –1
                                    Да что-ж такое то. солнечные станции с солевым теплоносителем и запасением энергии на ночь для 24 часовой работы существуют уже как почти десяток лет: en.m.wikipedia.org/wiki/Solana_Generating_Station
                                      0
                                      Да что-ж такое то: только первый абзац читай, ничего не понимай, комментируй.

                                      Тут вообще нет никакого солнца в схеме работы. И новость не о СЭС на расплавах солей была, общего у них только как раз эта самая соль.
                                      0
                                      Вспоминается сей проект.
                                        0
                                        В отличие от тех же литиевых аккумуляторов расплав соли не «потеряет емкость» и не испортится.
                                        Хитро, не сразу понял. Речь о емкости. Но про потерю энергии («заряда») — ни слова.
                                          0
                                          Я как-то считал для своего дома сезонный ледяной теплоаккумулятор для работы с тепловым насосом, вышло 200-250 кубов. То есть надо где-то на участке закопать три ЖД цистерны.
                                            0
                                            что-то многовато (или очень большой дом или крайний север?).
                                              0
                                              Да в принципе нормально. Если по теплоте именно. 100 м2, 40-50 Вт средних на м2 площади и 6 месяцев отопительного сезона как раз примерно такие объемы дадут.

                                              Больше интересно как anton19286 вообще собирался в виде льда аккумулировать тепло? Или имелось ввиду воду, которая в процесс отбора тепла зимой превратится в лед, а за следующее лето обратно растает?

                                              А вообще с жидкостными тепловыми насосами все решается проще и дешевле чем закапывание ЖД цисцерн с водой. На участке где стоит дом закапывается на глубину >=1м несколько сотен метров тонкой трубы уложенной петлями, в которую заливают антифриз (в простейшем случае — соленую воду если теплообменник ТН рассчитан на такое ну или вода + этиленгликоль или технический спирт) и ТН отбирает тепло от грунта, который даже зимой сохраняет температуры выше 0 С, кроме самого верхнего тонкого слоя.
                                              2й вариант — бурение скважины до водоносного горизонта и выкачивание тепла из него
                                            0
                                            Мне кажется в статье потерялась турбина для выработки электричества, или тепловой насос способен на прямую вырабатывать электричество?
                                              0
                                              Не, турбина там штатно уже есть, просто обычно она приводится паром напрямую от солнечной энергии.
                                                0
                                                Есть обратимые тепловые машины. В данном случае турбина и тепловой насос 2в1 в виде тепловой машины, работающей по замкнутому циклу Брайтона.
                                                0

                                                Таких проектов десятки если не сотни. 25 млн финансирования это очень немного. Расплавы соли используются для аккумуляции энергии более-менее на всех concentrated solar проектах с незапамятных времен. В чем особенность именно этого проекта?

                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                Самое читаемое