В Индии построят твердотельную аккумулирующую электростанцию

    Гидроаккумулирующие электростанции — достаточно распространенная разновидность вспомогательных электростанций. Они используются для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. Электростанция такого типа состоит из нескольких элементов, включая верхний бьеф, нижний и генераторы. Когда энергопотребление из сети минимально, энергия становится менее дорогой, и аккумулирующая электростанция закачивает воду наверх. Когда потребление энергии достигает пика, то электроэнергия становится дорогой, зачастую, сеть не справляется с текущими нагрузками. Тогда вступает в работу аккумулирующая электростанция — она спускает воду из верхнего бьефа в нижний через генератор, который производит ток и направляет его в сеть. Таким образом удается избежать скачков потребления энергии, что вредит всей инфраструктуре и подключенным к ней устройствам.

    Разновидностью аккумулирующих электростанций является твердотельная аккумулирующая станция (ТАЭС). Здесь используется тот же принцип, только вместо воды применяются грузы. Их при помощи лифтов или кранов поднимают наверх, во время суток с минимальной стоимостью энергии, и опускают вниз, запуская генераторы, когда потребление энергии достигает пика. Именно такую энергостанцию собираются построить в Индии в 2019 году.

    Проект промышленной батареи предложила компания Energy Vault, которая занимается строительством разного рода энергетических систем. Проект представляет собой башню с шестью кранами на самом верху. С их помощью поднимают и опускают грузы, о чем говорилось выше. Грузы — фактически, бетонные блоки.

    ТАЭС такого типа может быть построена практически в любом месте, без особого ущерба для окружающей среды. В этом отличие ТАЭС от гидроаккумулирующих электростанций, которые могут быть построены лишь в регионе, где совпадает ряд необходимых условий — наличие водоемов, перепадов высот и определенные погодные условия. Эксплуатация гидроаккумулирующих энергостанций наносит достаточно сильный вред окружающей среде, в основном, водным экосистемам.

    Ну а поднятие и опускание бетонных блоков не вредит никому в любое время суток. Построить башню с кранами можно хоть на равнине, хоть в горной местности. Использовать ее можно тоже в любое время — как суток, так и года. Стоимость энергии, производимой такой станцией, ниже, чем у других типов аккумулирующих электростанций (примерно $200-$250 за квт*ч). В сеть станция может дать 4 МВт энергии. Срок эксплуатации — 30-40 лет, что немало.


    Ранее эта же компания построила тестовый вариант твердотельной аккумулирующей электростанции в Швейцарии, но ее размеры были в 7 раз меньше проектных. Управление кранами автоматическое, за режимом работы станции «следит» специальное программное обеспечение. Еще один интересный момент заключается в том, что блоки компания будет делать из вторсырья, для того, чтобы еще сильнее снизить влияние станции на окружающую среду.

    Если проект будет удачным и покажет себя хорошо, то в скором времени компания построит аналогичные системы и в других странах и регионах — там, где пиковые нагрузки на энергетическую сеть максимальны.

    Еще одна разновидность «страхующих» станций — аккумуляторные батареи, которые предлагает Tesla Inc. Компания уже построила одну такую в Южной Австралии, где она также помогает справиться с пиковыми нагрузками. Правда, есть отличие — регион, где батарея установлена, получает энергию из альтернативных источников, включая солнечные панели и ветрогенераторы. В дни, когда пасмурно и нет ветра, генерация электроэнергии падает, соответственно, инфраструктура не всегда справляется с нагрузкой. В такие периоды стоимость электричества в Южной Австралии поднимается до $14 000 за мегаватт. Аккумуляторная батарея Tesla накапливает энергию, когда она подается в сеть региона в избытке и отдает ее в дни «дефицита». Таким образом, не приходится задействовать газогенераторы, и стоимость эксплуатации сети, а соответственно и самого электричества падает. По словам администрации региона, на данный момент батарея помогла сэкономить уже около 30 млн долларов (австралийских долларов, но тем не менее).
    Поддержать автора
    Поделиться публикацией

    Комментарии 39

      +1
      Интересно будет посмотреть на эту конструкцию в ураган. Думаю появится новый вид ставок, когда упадет
      www.youtube.com/watch?v=FziUl00W-Jg
        0

        Тут баллистический коэффициент будет маленький.

          0
          Внимательнее относиться к прогнозам погоды, и не оставлять стрелу без груза. К тому же они не такие длинные будут, парусность меньше
          а если будет возможность сами краны опускать, прижимать к блокам, то все ок…
          Но это очевидные решения… Может кто лучше что придумает…
            0
            Я так понимаю, что да.
            И, как обычно, самая мякотка в комментариях. Вроде мои вычисления, что прогнозируемые мегаватты станция может отдавать только при реально весело летящих вниз блоках никто не оспорил (в той статье говорили о 5 МВт, здесь о 4МВт, но суть незначительна).

            Но если редакторам Хабра пофигу на материал, который создал 319 комментов, то кого интересует наше мнение…
              0
              А смысл школьную физику оспаривать?
              А вот выводы можно. Обычные лифты значит тоже летают(причем с людьми внутри) и это тоже жуть-жуть тогда, которую нельзя строить?
              Потому что скорости движения блоков там у вас получились вполне типичные для лифтов в высотных домах. И в 2-3 раза меньше чем у скоростных лифтов в небоскребах.
            0
            Цитата «Стоимость энергии, производимой такой станцией, ниже, чем у других типов аккумулирующих электростанций (примерно $200-$250 за квт*ч)».
            Я правильно понял — себестоимость производства одного киловатт-часа электроэнергии составляет двести долларов? Если предположительно верны сведения об изделии «педальная динамо-машина» (запрос в яндексе) что мощность примерно 200 вт, то это означает, что кручением педалей за пять часов можно заработать 200 долларов. За 1-ую неделю отбивается стоимость устройства — ну понятно, нужна еще инфраструктура для передачи накрученной электроэнергии в сеть, это тоже требует каких-то денег, но тем не менее получается что массовое велосипедирование может оказаться эффективнее.
            Или в статье идет речь о доле изначальных инвестиций в строительство, относимой на будущий киловатт-час?
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                0
                нет, не производства энергии, а стоимость строительства и оборудования. То есть последняя Ваша фраза — верна.
                  0
                  Тогда меня сильно смущает указанная единица измерения. кВт*ч — это единица измерения энергии, о какой же энергии идёт речь? О той, которую станция может выработать за свой срок жизни? Тогда оно ничем не отличается от стоимости производства энергии (точнее, отличается — стоимость производства будет больше указанной величины, потому что в неё войдёт ещё и стоимость обслуживания). Возможно, там должны быть 200 долларов за кВт пиковой мощности?
                    +1
                    правильно смущает. Беру свои слова обратно — не хочу отвечать за безалаберность автора.
                    Вот только напоследок Вас поправлю: правильно это называется не пиковая мощность, а установленная. :-)
                      +1
                      Нет же же, для пользователей это все выглядит как самый обычный UPS или как аккумуляторная батарея, емкость которых измеряют именно в энергетических единицах. Максимальная отдаваемая мощность железки в статье указана отдельно, а вот как раз емкость может быть произвольной — чем больше денег вложено, тем больше габариты железки (по-видимому, высота) и выше емкость. Коэффициент пропорциональности для этой процедуры тоже указан.
                        0

                        Речь про UPS, который в течении часа сможет киловаттный чайник кипятить. С поправкой на КПД.

                          0
                          Это стоимость единицы емкости аккумулятора, в данном случае гравитационного. Которую тоже измеряют в единицах энергии (а в чем ее еще измерять? если емкость аккумулятора — это максимальный объем запасаемой энергии) — в общем случае в Джоулях, в применении к электричеству чаще всего как раз в кВт*ч.

                          Пиковая мощность и ее стоимость отдельный независимый показатель.

                          А чтобы стоимость именно хранения 1 кВт*ч энергии получить, нужно указанную стоимость кВт*ч емкости (200-250 $) поделить на количество рабочих циклов за весь период эксплуатации станции. Плюс добавить операционные расходы по ее обслуживанию так же деленные на объем энергии «прокаченной» через станцию за срок службы.

                          Эти показатели (реальный срок службы, коэффиент загрузки, расходы в процессе эклуатации) от которых эта стоимость зависит пока сложно определить, т.к. никто подобных станций раньше не строил и не экслуатировал. Соответственно привденная стоимость хранения 1 кВт*ч пока тоже не ясна.

                          А вот стоимость единицы емкости примерно назвать можно сразу — т.к. для этого нужно знать только стоимость оборудования и строительства, ну и собственно саму емкость.
                            0
                            Хотя плюс-минус лапоть можно порядок цены хранения прикинуть.

                            В оригинале чуть больше данных для пилотного проекта.

                            Емкость 35 000 кВт*ч
                            Максимальная мощность 4 000 кВт
                            Стоимость емкости 200-250 $/кВт*ч
                            Прогнозный срок службы 30-40 лет
                            КПД за цикл 90%
                            Допущения — КИУМ 20% по выдаче энергии (или 40% аккумуляция+выдача).

                            CAPEX 35000*250 = 8750000 $

                            Объем энергии за срок службы = 4000*24*365*30*0.2 = 210 240 000 кВт*ч
                            Аммортизация кап. расходов 8750000/210240000 = 0.041 $/кВт*ч

                            Т.е. стоимость хранения где-то 4 цента за кВт*ч + операционные расходы на обслуживание + 10% от текущей оптовой стоимости энергии (~0.5 цента на сейчас).
                      +1
                      А! Так вот что за пирамиды в Египте ))
                        0
                        А мумии фараонов, выходит, неудавшиеся монстры Франкенштейна? (его же электричеством к жизни возвращали?)
                          0
                          Это оператор аккумуляторной станции «сгоревший на работе».
                        +1
                        Один кв*час это 3600(секунд)*1000(ватт) =3.6*0^6 джоулей, то есть одна тонна на высоту в 3.6*10^6/(1000кг*9.8)= 367 метров. Мда… Дома такую строить нет смысла.
                          0
                          А зачем брать всего одну тонну? Ведь это для стали где-то 130 л (при плотности 7,5 т / кубометр).
                          И вообще, если идти в обратную сторону: высота обычного сельского дома составляет метров 6 (двухэтажный так и все 8) — для одного квт*ч надо поднять 60 т, это около 8 кубометров стали.

                          Впрочем, 1 кВт*ч это таки немного даже как ИБП (в пересчете на 12-вольтовую аккумуляторную батарею получается всего 83 А*ч — что покрывается парой автомобильных АКБ). С другой стороны, для ИБП только критичных потребителей этого становится уже немало — зато ёмкость гравитационного накопителя не деградирует со временем (хотя есть износ).
                            0
                            тогда уж лучше раскручивать тонну стали — ось с колесами от поезда, раскрученная до хороших оборотов в камере с низким давлением и на магнитной подушке — вполне себе не слабо энергию запасает, меньше чем АКБ свинцовая той же массы, но в теории куда живучее чем такая акб… ну и сама конструкция проста…
                              0
                              Супермаховики могут запасать до 500 вт*ч на килограмм веса, так что для дома конечно лучше использовать их, чем такие гравитационные аккумуляторы. Но они пока сложноваты даже для дома, не говоря уже о масштабах электростанций. А эта технология хороша тем, что отлично масштабируется и доступна хоть вчера.
                                0
                                Ну, для дома они не то чтобы сложноваты, попросту слишком дороги, чтобы окупиться в разумный срок. А вот как бесперебойники для ЦОДов довольно нередко уже используются.
                                0
                                ага, там же квадратичная зависимость от скорости вместо линейной от высоты. Но у них свои проблемы. Сложности балансировки, нагрузка на подшипники — ещё и от прецессии (и магнитный подвес тут слабо помогает).
                                0
                                Но идея интересная, поднимать аккумуляторы…
                                  0
                                  вспоминается анекдот
                                  "- А у нас на складе одного мужика 12 вольтами убило.
                                  — Это как?
                                  — Да аккумулятор на голову упал"
                                    0
                                    Я в том плане, что поднимая и заряжая аккумулятор, можно запасти куда больше энергии чем просто поднимая груз.

                                    Если что ;-)
                                  0
                                  Всё уже украдено до нас.
                                  Гулиа. В поисках энергетической капсулы.
                                  n-t.ru/ri/gl/ek.htm
                                  Басподобно. Волшебно. Физично.
                                  Любимая книга моего детства.
                                    0
                                    И нынешние маховичные накопители как раз на работах Гулиа базируются. Для ЦОДов, для рекуперации в гибридных и электроавтомобилях.
                                    Только вот что-то в серийное производство никак вывести не могут. Beacon Power разорилась, «Русский сверхпроводник» после сообщения о удачных испытаниях тупо замолчал на эту тему, KINETIC (где в научруках числится сам Нурбей Владимирович) тоже только красивыми картинками публику кормит…

                                    Но единичные экземпляры вполне производятся и эксплуатируются (так и пишут — установка собирается под конкретный проект).
                                      0
                                    0
                                    Там по проекту вроде шесть штук 10-тонных бетонных блоков.
                                    0
                                    Может проще не бетонные блоки поднимать-опускать, а всякие отходы производства? Пустую горную породу, например. Вторичные строительные материалы. Песок еще можно
                                      0
                                      Все равно что поднимать. Вопрос капзатрат и КПД. Если экономить на строительстве, то краны с бетонными блоками. Если нужен КПД — надо строить нечто вроде железной дороги и поднимать вагончики на двигателе-генераторе. Впрочем, для равнины краны будут безальтернативными.
                                      0
                                      Бетон, когда к нему нет особо высоких требований по прочности (как например тут, когда блоки выполняют роль груза) это и так на ~90% пустая горная порода(камни, щебень), отходы строительства (например тот же дробленый бетон от каких-то сносимых построек) песок и вода.

                                      и порядка 10% цемент — чтобы все это скрепить в стандартную, удобную в обращении форму. С кучей мусора или горой песка как-то очень неудобно обращаться — понадобятся какие-то емкости, места они будут занимать в несколько раз больше, большую высоту не получить либо емкости нужно делать крепкими, чтобы их стенки выдерживали вес большого количества ярусов таких же емкостей стоящих на них выше.
                                      0
                                      Не вполне корректно называть это сооружение «твердотельным», так как данный термин по умолчанию используется для указание на наличие твёрдого (а не традиционного жидкого) электролита в электрохимических аккумуляторах.
                                        0
                                        Это весьма расплывчатый термин. Никакого умолчания нет, он много для чего применяется — например твердотельный диски (SSD) никакого отношения к аккумуляторам не имеют. Там это означает отсутствие движущихся частей.
                                        твердотельные диски — отсутствие движущихся частей
                                        твердотельные электролитические конденсаторы — отсутствие жидкого электролита
                                        твердотельные реле — отсутствие движущихся частей
                                        твердотельный лазер — лазер с твердым (вместо жидкого или газообразного) рабочим телом
                                        твердотельный химический аккумулятор — отсутствие жидкого электролита
                                        твердотельный гравитационный аккумулятор — аккумулятор с твердым (вместо жидкого) рабочим телом (например бетон вместо воды)

                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                      Самое читаемое