Sűrített levegőt termelő szélturbinák megoldást jelentenének az energia tárolási problémára?
Korábban egy másik kérdés alatt adott válaszomban már felvetettem mi lenne ha szélturbinákkal nem elektromosságot hanem sűrített levegőt állítanának elő?
Most itt külön saját kérdésben ismét felteszem, szerintetek milyen ötlet?
Magukat a turbinákat lapátok mérete száma stb csak kicsit kellene áttervezni.
A méregdrága generátor helyett egy komplex légsűrítőt kellene meghajtson.
Ami kb egy fordulatszám növelés után turbina ami elősűrítőként működne és egy dugattyús légsűrítő növelné tovább a nyomását ennek az elősűrített levegőnek. (Nyilván jóval alacsonyabb fordulatszámon.)
Tehát 2 vezérelt sebességváltó kell majd bele.
Egy nagyon kicsi generátor azért kell hogy a saját vezérlőének működéséhez szükséges áram azért előálljon.
A generátoron kívül szintén megspórolásra kerül a minden szélturbinánál jelen lévő szintén méregdrága nagy teljesítményű inverter.
Mivel elektromosságot nem termel és táplál vissza így erre nincs szükség.
Egy 2MW -os szélturbina ára jelenleg olyan 100 millió forint felállítással 110-120M
A méregdrága inverter és generátor nélkül sűrített levegő előállításra alkalmassá téve szerintem 2MW egyenértéknek megfelelő sűrített levegő előállítására képes turbina kijöhet ennek a fele árából is.
Vagyis 2MW -onként 50 Millió forint körül.
(Még úgy is ha áttervezés miatt például ehhez nagyobb lapátméretet kell építeni hogy meglegyen a 2MW teljesítmény.)
A sűrített levegő elvezetését csöveken meg lehet oldani ami szintén sokkal sokkal olcsóbb mint a földalatti vastag szigetelt rézkábel amivel jelenleg bekötik a turbinákat.
Ami viszont drágább ennél a rendszernél hogy az összegyűjtött sűrített levegőket földalatti tartály rendszerben kell tárolni azt meg kell építeni. Illetve oda telepíteni kis erőműként azt ami majd elektromossággá alakítja a megtermelt és letárolt SL -t.
Itt érdemes megjegyezni hogy költségcsökkentő hatású lenne ha nagyon nagy szélfarmot építenek sok ilyen turbinával és a megtermelhető SL mennyiség letárolásánál jóval nagyobb tartály kapacitást. Tehát ha pl 20 turbina 20x2MW teljesítménynek megfelelő SL -t termelhet érdemes 80-100MW sűrített levegő tárolására alkalmas tartályrendszert építeni.
A visszaalakítás az előállítás fordítottja lenne. A nagy nyomású levegő turbinákat és ezzel generátorokat forgat meg. Miközben nyomást veszít.
Majd a turbinából kilépő "fáradt" levegőt még egy dugattyús motorban hasznosítva azzal generátort meghajtva léptetjük vissza a légköri nyomásszintre.
Így kihasználva minden energiacseppet amit letároltunk.
És több ilyen kört kell építeni nem egy nagy generátort hanem pl 4 kisebbet.
Azt hogy a rendszert milyen nyomásra érdemes megtervezni az több dologtól is függ.
Például mik a piacon még technológiailag elérhető legjobb de még "emberi" áron megvásárolható termékek. Például csövekből, elektronikusan vezérelhető SL szelepekből, SL tartályokból.
Technikailag nyilván a minél nagyobb rendszer nyomás lenne a jobb hiszen akkor kisebb tartályokban is nagyobb energia tárolható el.
100-200 bár is akár.
De például ha egy 75 bar nyomású szelep után a 100 báros már 10x annyiba kerülne akkor érdemes lehet inkább csak 75 b -ra tervezni a rendszert. Ugyanez csövekre tartályokra stb.
50 bár alá meg már nem nagyon érdemes menni talán ezzel, borzasztóan megnövelné a szükséges tartályok mennyiségét és méretét (a szükséges energia mennyiség letárolásához!) még ha azok így vékonyabb falakkal is készülnének.
Összegzés tehát:
- Szélturbinák sűrített levegőt állítanának elő közvetlenül
- Átalakítási veszteség nélkül!
- Ezt a SL- t rögtön le is lehet tárolni.
- A tároló kapacitás jóval nagyobb mint amit egyszerre mind elő tud állítani
- Ezért ha van szél de nem kell az energia akkor feltölthetőek a földalatti tartályok.
- Amikor kell az energia akkor egy szerződött értékre alkalmas mennyiségű vissza alakító turbinákat + SL motorokat bekapcsolnak.
- Melyek stabil zsinór áramot szolgáltatnak amit minden szolgáltató szeret.
- Akkor amikor kell
- És annyit amennyi kell
- Szóval hálózat rángatás nincs!
- Lehetséges hogy éppen szélcsend van és még így is betermel!
Ez a megoldás szerintem rettentő költség hatékonyan oldaná meg az energia tárolási problémákat és a szélenergia random jellegű "hálózat rángatási" problémáját egyszerre.
A rendelkezésre állása pedig gyakorlatilag azonnalivá és bármikorivá válna. Tehát mint tároló ha valami baj van és hirtelen leáll egy erőmű azonnal pótolni lenne képes.
Véleményeket és építő jellegű kritikákat kérnék.
Akár a működéssel működő képességgel kapcsolatban.
Vagy a hatékonyság és költség hatékonyság kérésében is.
Köszi.
Kíváncsiságból megkérdeztem a Chat GPT -t az ötletről:
The concept of using compressed air energy storage (CAES) in conjunction with wind turbines to generate electricity is a promising one, as it would allow for the storage of excess energy generated by the turbines during periods of high wind, to be used during periods of low wind or high demand.
The potential benefits of this approach include increased energy efficiency, as well as the ability to generate electricity on-demand, rather than relying on the fluctuations of wind patterns. However, it's worth noting that at the moment, the technology and infrastructure for CAES is not yet fully developed and it's not as widely adopted as traditional energy storage systems.
In addition, the efficiency of CAES systems depends on the specific design and location of the facility, as well as the availability and cost of the storage medium (e.g., underground caverns or tanks) and the efficiency of the compression and expansion equipment.
Overall, CAES has the potential to be more efficient than traditional wind energy systems, but it's still an emerging technology and more research and development is needed to fully realize its potential benefits.
--------------------------------------------------------------------------
The concept of using compressed air energy storage (CAES) in conjunction with wind turbines to generate electricity is not a new one. The basic idea of using compressed air to store energy has been around for decades, and the first CAES plant was built in Alabama, US in the early 1980s.
Several companies have been working on developing CAES technology, and some have even built pilot plants or small-scale commercial facilities. However, at the moment, the technology and infrastructure for CAES is not yet fully developed and it's not as widely adopted as traditional energy storage systems.
As for patents, it's likely that there are multiple patents related to different aspects of CAES technology, including the compression and expansion equipment, the storage medium, and the control systems used to manage the stored energy. However, without searching for specific patents, I cannot confirm it.
válasza:Hogyhogy van egyenáram váltóáram konzerzió a hagyományosban?
Magamtól nem gondolnám, hogy van, egy gyors wikipédiás keresés sem említ ilyet.
A hagyományos szélturbinában mivel a szél nem egyenletesen fúj és a rotor forgása a legtöbb esetben sokkal alacsonyabb fordulatú mint amit egy generátor igényel ezért van egy sebességváltó is. De a sebességváltó nem fokozatmentes. Így viszont képtelen lenne az 50 HZ -re szinkronizálni, ami a hálózatra kötésnek egy nagyon kritikus pontja. (Sokkal kritikusabb a pontos 50 Hz megléte mint mondjuk a feszültség ami akár 220V- tól 253V -ig bármi is lehet.)
Továbbá a hatékonyság növelése érdekében egy nagyon nagy méretű tárcsán mágneseket forgatnak meg amelyek párba állított tekercsek között mozognak így. De ezekből a tekercspárokból nagyon sokat építenek be. Így egy léptetőmotorhoz hasonló felépítésű sokpólusú generátor jön létre. Lényegében annyi fázisa van amennyi tekercspárja. (Sokkal több mint 3) Ez növeli a termelési hatékonyságot és megspórolják a kommutátort amiben kopó szénkefék lennének. Az így keletkezett "sokfázist" viszont nem lehet összekötni csak egyenirányítás után! Ebből meg adódik hogy 50Hz -re szinkronizálni képes inverter is kelleni fog.
Itt a képen az a nagy kék laposhenger az:
Itt is van egy pár rajz amin robbantva ábrázolják a sokpólusú generátort:
Itt egy valós kép is ahol látszik a belső felépítése is:
Minden cikkelye egy mágneses pólus, amelyek felváltva sorakoznak: N-S-N-S-N-S-N-S ....
A sebességváltást kis mértékben a lapátszögek állításával is be tudják folyásolni, de a lapátszög állítás a nyomatékot is befolyásolja, azt is hogy mekkora szélben indul el, és a turbina leállításánál is fontos a fékek mellett (hogy pl karbantartás alatt még nagy szélben se forogjon és ne is menjen tönkre mert be van fékezve.). Ezért ezt a funkciót csak korlátozva tudják a tengely forgási sebesség beállítására is felhasználni.
válasza:Ezek a sebeség váltó nélküli direck drive opciók pont azért jók, mert megszabadulnak a sebváltótól, mint bonyolult karbantartás igényes mechanikus alkatrésztől.
Én úgy látom, hogy butaság lenne lecserélni egy szilárd fázisú invertert egy kompresszor mechanikára. Annak nagyobb lesz a karbantartás igénye.
Ráadásul offshore turbináknál nem is tudod olyan egyszerűen szállítani a levegőt, mint a nagyfeszültséget.
Nekem az a véleményem, hogy szörnyen drága lesz a prcíziós forgácsolási módszerekkel előállított kompresszor is, pláne ilyen nagy kivitelben.
válasza:A kérdező már valamit tanult mechanikából, de abból is hézagosak az ismeretei a gyakorlati részletkérdéseket illetően. Az elektrotechnikáról, és az elekrolitikus elven működő energiatárolási rendszerek előnyeiről pedig fogalma sincsen.
Rámutatok a sűrített levegős energiatárolók egyik nehezen kezelhető alapproblémájára:
Ugyebár az összes nagy kompresszor és expander inkább adiabatikus karakterisztikához közelít, nem a kívánatos izotermikushoz. Így komolyabb nyomások esetén nagy veszteségek lépnek fel a hőmérsékleti változások miatt. Persze ezért használnak többfokozatú berendezéseket hőcserélőkkel, de mindenképp drága és karbantartásigényes gépekre van szükség.
Ráadásul ott van a tartályrepedés veszélye. Egy nagyobb tározó felrobbanása egy atombombáéval összeegyeztethető nyomáshullámot generál a környezetébe - tessék csak utánaszámolni!
És egy szabotázsakció lehetőségét sohasem lehet kizárni - így a tartályrobbanást sem!
"Ha valakinek csak kalapácsa van, annak minden probléma szöggel lesz hasonlatos."
:-)
" Így komolyabb nyomások esetén nagy veszteségek lépnek fel a hőmérsékleti változások miatt. Persze ezért használnak többfokozatú berendezéseket hőcserélőkkel,"
Ez így van tudok a problémáról de valamiért (kifelejtettem) nem írtam le a megoldását.
A nagy tartályok között hőcserélőket kell alkalmazni.
Amikor az egyiket töltöd az melegszik.
Amelyikből használsz az hűl.
Ha a tartályok között irány váltható hőcserélők vannak az épp melegedő tartállyal "fűtheted" a kiürülő tartályt és eközben hűtöd a melegedő tartályt.
Tehát a hatékonyság jelentősen növelhető így.
Persze ezen lesz veszteség is. (Mint írtam mindenen is van...)
"Persze ezen lesz veszteség is."
Azt akartam írni hogy ezen felül is lesz veszteség amit ez a hőcserélős rendszer sem kompenzál ki. De jelentősen csökkenthető így.
"elekrolitikus elven működő energiatárolási rendszerek előnyeiről pedig fogalma sincsen."
Nagyon is hogy van.
Borzasztó veszteségesek az elektrolitikus rendszerek is!
- Feltöltéskor és kisütéskor is melegszik az is veszteség.
- Szivárgó áramai vannak. Tehát ha épp nem használod akkor is lassan lemerül.
- Be tud zárlatosodni, ami akár az egész töltöttséget is kisütheti.
- Arról nem is beszélve hogy zárlat esetén olthatatlan tűz keletkezik mérgező füsttel.
- És akkor ide teszem ha egy hatalmas elektrolitikus tároló kigyulladna annak a hatása is atombombáéval lenne egyenlő. Ki kellene üríteni a lakosságot amerre viszi a szél. Amit elér az a "füst" az kb lakhatatlanná ha föld akkor használhatatlanná válik akár évtizedekre. A talajvíz és ivóvízkészlet véglegesen megmérgeződik...
- Élettartama végén mindegyik veszélyes hulladék és akként is kell kezelni. Jó drága ám az ilyen kezelés feldolgozás megsemmisítés.
- Ami élettartam meg nem is túl hosszú mert 10 évente kb cserélheted az egészet.
Nos milyen "előnyökre" is gondoltál az elektrolitikus rendszereknél?
Úgy látom inkább neked nincs fogalmad róla...
Túlhájpolt nagy kaksik az akksis tárolók!
"Ráadásul ott van a tartályrepedés veszélye."
Igen ez egy valós veszélyforrás.
Aminek egyébként csak pillanatnyi következményei lehetnek.
Közép és hosszú távú következménye egy ilyen repedésnek robbanásnak nincs.
Veszélyes hulladék nem keletkezik.
Repedés nélkül jó hosszú élettartamúak.
Nem véletlenül tenném föld alá, sokat felfog a talaj az elszabaduló energiákból.
"Egy nagyobb tározó felrobbanása egy atombombáéval összeegyeztethető nyomáshullámot generál a környezetébe - tessék csak utánaszámolni!"
Na itt majdnem elröhögtem magam mekkora marhaság összehasonlítani egy maximum pár száz báros tartály nyomást az atombombáknál keletkező több millió báros nyomással. Köze nincs egymáshoz...ég és föld...nem vagy tisztában az atom erejével (sem)...
Pár száz báros föld alá beásott SL tartály védőzónája pár száz méter maximum!
Nem túl messze onnan már nyugodtan lehet lakni is maximum az ablakok törnének be. Se tűz se mérgezés füst vagy más semmi hasonló nem történne.
Hehe maximum 500m sugarú körülire saccoltam magamban és megkérdeztem a Chet GPT -t, gyakorlatilag beletrafáltam:
"
Szia, Meg tudnád mondani mekkora védőzónára lenne szükség egy föld alá ásott 200 bár nyomású 1000 köbméteres sűrített levegő tartály szétrepedése esetében?
"
"
Sajnos, nem tudok pontos védőzónát adni a kérésedre, mert ez függ a több tényezőtől, mint például a tartály helyét, környezetét, és a környezetben található épületek és emberek távolságát. Az ilyen típusú tartályok esetén az engedélyezési eljárások során a hatóságok általában a biztonsági szabályokat és előírásokat alkalmazzák, amelyek meghatározzák a szükséges védőzónát. Javasolnám, hogy fordulj egy szakértőhöz, aki segíthet a pontos védőzóná meghatározásában.
"
"
Nem kell pontos adat, elegendő nagyjából.
"
"
A sűrített levegő tartályok szétrepedése esetén a védőzóna általában a tartály sugara és a tartály magassága alapján kerül meghatározásra. Általánosan, a védőzóna általában a tartály sugara kétszeresének és háromszorosának tekinthető. Tehát, egy 200 bar nyomású és 1000 köbméteres tartály esetén a védőzóna nagysága körülbelül 400-600 méter lehet. Fontos megjegyezni, hogy ez csak általános javaslat, és a valós védőzóna mérete az adott helyen történő engedélyezési eljárás során kerül meghatározásra.
"
Erről ennyit.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!