بازگشت منابع ذخیره هوای متراکم؛قسمت سوم

سونال پاتل

15 اکتبر 2008

منبع ذخیره هوای متراکم زیرآبی

در ابتدای امسال، غول انرژی آلمان شرکت ئی.اون به سیماس گاروی ، یک پرفسور دانشگاه ناتینگهام، 333500 دلار برای ساخت دو نمونه آزمایشی منبع ذخیره هوای فشرده پرداخت کرده است. نمونه اول بر روی خشکی نصب می شود و نمونه دوم زیر آب نصب شده و از انرژی امواج قدرت می گیرد. گاروی ،که به ایده"مهندسی فراوانی" می اندیشد، در خیالش تعداد زیادی از مخازن ذخیره هوای فشرده در زیر دریا را در ظرف بزرگ مخروطی شکل انعطاف پذیر ،که "کیسه انرژی " نام گرفته است، تصور می کند.

ماشینهای انرژی تجدیدپذیر باید انرژی را به صورت هوای فشرده ذخیره کنند، سپس اگر انرژی در دسترس بیشتر از تقاضای برق در آن زمان بود، مقداری از هوا ذخیره می شود اما گرمای آن گرفته می شود و به یک قسمت اندک از هوا که منبسط می شود داده می شود. گراوی می گوید که این پیش فرض که "نیروگاه بادی، یا "نیروگاه جذر و مدی"، یا "نیروگاه موجی" یا مجتمعی از این نیروگاه ها می توانند "توان پایه" را در بیشتر زمان تحویل دهند.

گراوی محاسبه کرده است که در عمق حدود 600 متر کیسه های انرژی می توانند در حدود 6945 مگاوات ساعت انرژی را در هر متر مکعب ذخیره کنند. نمونه های ساخت او در حال توسعه هستند و در ابتدای سال آینده برای آزمایش آماده هستند.

موتورهای هوای فشرده

در همین اواخر هوای فشرده به دلیل توانایی اش در به حرکت در آوردن موتورهای کوچک مورد توجه قرار گرفته است. خودرو هوایی، که توسط گروه سرمایه گذاری ام.دی.آی در لوکزامبورگ و یکی از مهندسین سابق فرمول یک به نام گای نگره توسعه یافته است، به وسیله یک موتور که از هوای فشرده استفاده می کند (CAE)حرکت می کند. این خودرو از هوای فشرده برای حرکت دادن پیستونهایش استفاده می کند و می تواند به سرعت 56 کیلومتر/ساعت برسد. در سرعت های بالاتر ، این خودرو می تواند به سرعت 145 کیلومتر/ساعت برسد، هوای فشرده قبل از ورود به پیستون به وسیله یک منبع سوختی ثانویه (سوخت زنده، بنزین یا گازوئیل) گرم  و منبسط می شود. ادعا می شود که بازده این ماشین در حدود 100 مایل بر گالن است. هوا به وسیله یک کمپرسور الکتریکی خارجی فشرده می شود.

بر اساس اظهارات معاون مدیرعامل ام.دی.آی ،شوا ونکات، یک خودرو شش نفره خانوادگی با موتور هوا برای بازار آمریکا تا سال 2010 در حال ساخت است(تصویر-2). این خودرو قیمتی در حدود 18000 دلار خواهد داشت.

 

تصویر2- موتور بدون آلودگی. نصب شده بر روی یک خودرو چهار در برای بازار آمریکا.

در ابتدای امسال، شرکت تاتاموتور هندوستان ادعا کرد که تا پایان امسال قصد دارد یک خودرو مجهز به موتور هوای فشرده را در بازار این کشور عرضه کند. اما در ماه آگوست تاتا به روزنامه های هندوستان اعلام کرد که تکنولوژی این خودرو هنوز در مراحل اولیه طراحی است و عرضه این خودرو در آینده نزدیک صورت خواهد گرفت.

 منبع

http://www.powermag.com/issues/departments/global_monitor/The-return-of-compressed-air-energy-storage_1443_p3.html

بازگشت منابع ذخیره هوای متراکم؛قسمت دوم

سونال پاتل

15 اکتبر 2008

ترجمه رضاکیانی موحد

منابع ذخیره هوای متراکم در نیروگاه های بادی

در این اواخر، با رشد ظرفیت تولید انرژی برق از باد، منابع ذخیره هوای متراکم به عنوان یک وسیله مدیریت بار و همچنین به دلیل ظرفیتی که به عنوان یک منبع مستقل انرژی برای ذخیره انرژی های دور دست ، ظرفیت پرداخت  و خدمات فرعی دارند دوباره مورد توجه واقع شده اند.

در ماه ژوئن، ساندیا اعلام کرد که با همکاری کمپانی خدمات عمومی نیومکزیکو در حال توسعه یک پارک ذخیره انرژی در یک آبخیز در نزدیک دس موینز آیوا و بیش از 100 تأسیسات شهری در آیوا، مینه سوتا و داکوتا است. پارک ذخیره انرژی آیوا (ISEP, www.isepa.com) یک نیروگاه 269 مگاوات با ذخیره هوای فشرده به همراه 50 ساعت انرژی ذخیره شده می باشد.بر اساس تخمین ساندیا، با استفاده از توان زیاد نیروگاه آیوا، این نیروگاه می تواند برای تأمین 20 درصد انرژی یک شهر نوعی بکار رود و بیش از 5 میلیون دلار صرفه جویی به همراه داشته باشد.

مدیر پروژه پارک ذخیره انرژی آیوا ،گئورگیان پیک، می گوید که انتظار می رود این پروژه تا سال 2012 ،که نسبتا زمان زیادی است، عملیاتی شود. تا ماه ژوئن دست اندرکاران این طرح ( بر اساس آزمایش های لرزه نگاری انجام شده) 95 درصد مطمئن بودند که مسیر درستی را انتخاب کرده اند،مدلسازی های کامپیوتری را انجام داده اند و اطلاعات را از یک سایت مشابه جمع آوری کرده اند. تابستان امسال، تیم طراحی برنامه ریزی کرد تا یک تحلیل از مکانیک صخره های محل نیروگاه ( شبیه مطالعه که در سال 2000 برای یک منبع ذخیره هوای متراکم 2700 مگاواتی در نورتون اهایو انجام شد) انجام دهند. ساندیا می گوید که پروژه هنوز در حال توسعه است.

ساخت یک منبع ذخیره هوای متراکم

در همین حال ، در ماه آگوست، گروه سرمایه گذاری خدمات عمومی نیوجرسی (PSEG) اعلام کرد که یک منبع ذخیره هوای متراکم برای استفاده داخلی را آزمایش کرده و به این نتیجه رسیده است که پتانسیل آن برای بازاریابی و توسعه به عنوان یک تکنولوژی به اندازه کافی بزرگ است و می تواند در اختیار صنعت برق قرار گیرد.

کمپانی اعلام کرده است که سرمایه گذاری مشترک بین یکی از شرکتهای زیرمجموعه آن و دکتر میکائیل ناخامین ، یک مهندس حرفه ای و متخصص بازگشت منابع ذخیره هوای متراکم که کارنامه اش شامل یک نقش پیشرو در طراحی و اجرای فنی نیروگاه مک اینتاش آلاباما است. PSEG 20 میلیون دلار را صرف این پروژه مشترک ذخیره انرژی و قدرت ال.ال.سی (ES&P) خواهد کرد و در طی 3 سال این پروژه می تواند یک نمونه پیشرفته منبع ذخیره هوای متراکم پیشرفته که توسط دکتر ناخامین توسعه یافته به همراه درسهای آموخته شده و تجربیات عملیاتی کسب شده از نیروگاه آلاباما باشد. ES&P همچنین کارایی منبع ذخیره هوای متراکم را بهینه خواهد کرد و پشتیبانی فنی برای طراحی، توسعه و فرآیند ساخت پروژه منبع ذخیره هوای متراکم را تهیه خواهد کرد.

بر طبق اظهارات ناخامین ، در مقایسه با نیروگاه آلاباما، این نسل دوم تکنولوژی منبع ذخیره هوای متراکم رشدیابنده تر است و نسبت به دیگر تکنولوژیهای ذخیره انرژی هزینه پایین تری در هر مگاوات توان دارد. این تکنولوژی همچنین نرخ پاسخ توان سریعتری دارد که برای پایداری شبکه های قدرت حیاتی است. این پروژه ها می توانند همچنین از اجزای استاندارد بیشتری استفاده کنند که سبب می شود نیروگاه ،بسته به معدنی که برای ذخیره در زیر خاک مورد نیاز است، ارزانتر تمام شود.

ناخامین می گوید که از نظر فنی، زیست محیطی و اقتصادی زمان مناسبی برای توسعه چنین نیروگاه هایی است. او اضافه می کند که ذخیره انرژی قطعه گم شده مهمی از معمای برنامه ریزی شبکه های قابل اعتماد است و تکنولوژی ذخیره هوای متراکم وی به نقطه ای خواهد رسید  که قابل استفاده باشد.

 منبع

http://www.powermag.com/issues/departments/global_monitor/The-return-of-compressed-air-energy-storage_1443_p2.html

بازگشت منابع ذخیره هوای متراکم؛قسمت اول

سونال پاتل

15 اکتبر 2008

مترجم رضا کیانی موحد

در مواجه با قیمت رو به رشد انرژی، محققین در اطراف جهان به منابع ذخیره هوای متراکم (CAES) ، یک تکنولوژی با قدمت 50 سال، را گرد و خاک زدوده اند و با درخشش آن به آن عمری دوباره بخشیده اند. به ویژه، آنها این تکنولوژی را به عنوان جزئی اصلی از جابجایی انرژی باد ودیگر منابع قابل تجدید انرژی می نگرند.

رد پای این تکنولوژی ،که بر پایه ذخیره انرژی تولید شده در ساعت کم باری به صورت هوای متراکم در مخازن زیرزمینی می باشد، را می تواند تا دهه 60 میلادی دنبال کرد، زمانی که ارزیابی توربینهای گازی به عنوان تولید کننده قدرت آغازشد. این روش در دهه بعدی مورد استفاده قرار گرفت چرا که بازده حرارتی خوبی داشت و برای پخش بار و کنترل پیک بار ظرفیت مناسبی ایجاد می کرد.

اما از زمان به خدمت درآمدن تنها دو کارخانه تولید هوای فشرده جهان ، کارخانه 290 مگاوات هانتورف در شمال آلمان در سال 1978 و کارخانه 110 مگاوات آلاباما در سال 1991، توسعه این تکنولوژی به ندرت انجام گرفته است.

یک دلیل این امر آن است که ساخت یک کارخانه تولید هوای فشرده پرهزینه و نیازمند یافتن زمینی با شرایط زمین شناسی مناسب می باشد. برای مثال هر دو کارخانه آلمان و آلاباما هوای فشرده را در تونلهای معادن نمک ذخیره می کنند.

کارخانه های هوای فشرده مانند باتری های بزرگ عمل می کنند. موتورهای الکتریکی بزرگ کمپرسورهایی را می گردانند که هوای فشرده را (در حدود 1100 پی .اس.آی) در ساعات کم باری به مخازن زیرزمین می رانند. زمانی که الکتریسیته بیشتری مورد نیاز باشد، هوای فشرده شده (ضرورتا جایگزین کمپرسور در توربین های گازی سنتی) برای بهبود عملکرد توربینهای گازی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود(تصویر1). گاز طبیعی یا دیگر سوختهای فسیلی هنوز برای بکار انداختن توربینها مورد نیاز هستند اما بر اساس گزارش آزمایشگاه ملی ساندیا فرآیند تولید برق در این وضعیت کارایی بهتری دارد و مصرف گاز طبیعی را بیش از 50 درصد کاهش می دهد.

تصویر1- یک تصویر هنرمندانه از ذخیره انرژی در ساعت کم باری به صورت هوای فشرده در مخازن زیر زمینی و استفاده از آن در ساعت پیک بار.

منبع

http://www.powermag.com/issues/departments/global_monitor/The-return-of-compressed-air-energy-storage_1443.html