science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Bergen gebruiken voor langdurige energieopslag

De opslag van energie voor langere tijd is onderhevig aan bijzondere uitdagingen. Een IIASA-onderzoeker stelt voor om een ​​combinatie van Mountain Gravity Energy Storage (MGES) en waterkracht te gebruiken als oplossing voor dit probleem. Krediet:IIASA

Batterijen worden snel goedkoper en kunnen binnenkort een goedkope, kortetermijnoplossing om energie op te slaan voor de dagelijkse energiebehoefte. Echter, de langetermijnopslagmogelijkheden van batterijen, bijvoorbeeld, in een jaarlijkse cyclus, economisch niet haalbaar zal zijn. Hoewel technologieën voor gepompte hydroopslag (PHS) een economisch haalbare keuze zijn voor energieopslag op lange termijn met grote capaciteiten - meer dan 50 megawatt (MW) - wordt het duur voor locaties waar de vraag naar energieopslag vaak kleiner is dan 20 MW met maandelijkse of seizoensgebonden behoeften, zoals kleine eilanden en afgelegen locaties.

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Energie , IIASA-onderzoeker Julian Hunt en zijn collega's stellen MGES voor om de kloof tussen bestaande korte- en langetermijnopslagtechnologieën te dichten. MGES bestaat uit het bouwen van kranen aan de rand van een steile berg met voldoende reikwijdte om zand (of grind) van een opslagplaats onderaan naar een opslagplaats bovenaan te transporteren. Een motor/generator verplaatst opslagvaten gevuld met zand van onder naar boven, vergelijkbaar met een skilift. Tijdens dit proces, potentiële energie wordt opgeslagen. Elektriciteit wordt opgewekt door zand van de bovenste opslagplaats terug naar de bodem te laten zakken. Als er rivierstromen op de berg zijn, het MGES-systeem kan worden gecombineerd met waterkracht, waar het water zou worden gebruikt om de opslagvaten te vullen in perioden van hoge beschikbaarheid in plaats van het zand of grind, dus energie opwekken. MGES-systemen hebben het voordeel dat het water op elke hoogte van het systeem kan worden toegevoegd, waardoor de mogelijkheid wordt vergroot om water van verschillende hoogten in de berg op te vangen, wat bij conventionele waterkracht niet mogelijk is.

"Een van de voordelen van dit systeem is dat zand goedkoop is en in tegenstelling tot water, het verdampt niet, dus je verliest nooit potentiële energie en het kan ontelbare keren worden hergebruikt. Dit maakt het bijzonder interessant voor droge gebieden, " merkt Hunt op. "Bovendien, PHS planten zijn beperkt tot een hoogteverschil van 1, 200 meter, door zeer hoge hydraulische drukken. MGES-planten kunnen hoogteverschillen hebben van meer dan 5, 000 meter. Regio's met hoge bergen, bijvoorbeeld, de Himalaya, Alpen, en Rocky Mountains, zouden daarom belangrijke hubs voor energieopslag op lange termijn kunnen worden. Andere interessante locaties voor MGES zijn eilanden, zoals Hawaï, Kaapverdië, Madeira, en de eilanden in de Stille Oceaan met steil bergachtig terrein."

In de krant, de auteurs stellen een toekomstige energiematrix voor voor het Molokai-eiland op Hawaï, alleen wind gebruiken, zonne, batterijen, en MGES om in de energievraag van het eiland te voorzien. Hunt benadrukt dat de MGES-technologie niet mag worden gebruikt voor piekopwekking of het opslaan van energie in dagelijkse cycli - in plaats daarvan vult het een gat in de markt voor locaties met langdurige opslag. MGES-systemen kunnen, bijvoorbeeld, maanden onafgebroken energie opslaan en vervolgens maanden onafgebroken stroom opwekken of wanneer er water beschikbaar is voor waterkracht, terwijl batterijen omgaan met de dagelijkse opslagcycli.

"Het is belangrijk op te merken dat de MGES-technologie de huidige opties voor energieopslag niet vervangt, maar eerder nieuwe manieren opent om energie op te slaan en het onbenutte potentieel van waterkracht te benutten in regio's met hoge bergen, ’ concludeert Hunt.