Енергосховище в АэроГПП

AeroHPP, як і інші джерела енергії (оновлюються джерела енергії: сонце, вітр і інші), є безпечним і потребує зберігання енергії, крім випадків, коли AeroHPP використовується тільки для виробництва води. У той час як відновлювані джерела енергії, в тому числі АероГЕС, підключені до загальної електромережі і займають невелику частку в генерації EE, проблема накопичення не надто гостра, оскільки традиційні джерела здатні прикрити нерівність виробництва відновлюваної енергії.

При використанні AeroHPP як автономного джерела енергії, наприклад, для цілей армії, флоту або Emergencies Міністерства.





В середньому, за даними НАСА, хмари охоплюють 67% поверхні Землі, а з точки зору природних факторів, АероГЕС з точки зору рівномірності генерації виглядає ще краще, ніж інші відновлювані джерела енергії з типовим ІУМ ~ 20-40%. Однак можна виділити наступні три рівні нерівності, які потрібно враховувати:

Місцева нерівність – перерву в потік хмар. Метео нерівність – зміни в погоді типу (наприклад, від «сплоду» до «знімання»). Сезонна нерівність - зміна сезонів (наприклад, настання зими). Очевидно, що для кожного типу нерівності можна використовувати різні підходи. В цілому, пропонується наступний набір можливих заходів:

1,1 км Традиційні хімічні батареї. У багатьох роботах на RES показано, що з усіх існуючих методів зберігання енергії, звичайні свинцево-кисні акумулятори залишаються найдешевшим способом накопичення (~150 / кВт•год інвестицій в ліміт 500 повнорозрядних циклів або при перерахунку на термін служби батареї ~ 0,30 / кВт•год при характеристиках ~0.013m3 / кВт•год, ~25kg / кВт•год, ефективність ~80%).

2. Місцева гідроакумуляція. Це одна з переваг аероГЕС над іншими RES. АеробВП може утримувати воду в верхній частині яловичини, яка вимагає додаткових витрат на аеростатичну затримку. Легко розрахувати, що на висоті 2 км, кожен кг водних магазинів 1кг*10м/с2*2000м = 0.02 МДж = 0.0056 кВт•год, що вимагає близько 1 м3 або 0,1 кг водню з мінімальною поточною вартістю ~ 0,2-0,3, що еквівалентно ~ $35-53/к Wh, який не менше в три рази дешевше хімічних батарей. Реальна вигода є ще більшою, оскільки AeroHPP не купує водню, але виробляє його самостійно, тобто не створює ніяких зовнішніх витрат. Не існує обмежень на циклах гідроакумуляції і, як правило, вище ефективності. Крім того, регулюючи кількість води в верхній біф забезпечить додатковий зручний механізм контролю висоти підйомника АеАЕС для оптимізації збору води.

Однак навіть без цього додаткового водопостачання АеАЕС може використовувати водопровід, який ще знаходиться в шлангі і на сітках. Наприклад, для базового технічного прототипу з техніко-економічного обґрунтування, водопостачання в шлангі для середньої оцінки продуктивності становить 3572 кг. З огляду на те, що середня головка цієї води становить лише половина початкової, тобто 1 км, ми отримуємо запас енергії ~10 кВт•год, що відповідає декількох хвилин експлуатації, під час якої АеросЕС продовжить працювати, поступово зменшуючи потужність від номінальної потужності 185 кВт (наприклад, у випадку перерви в потік хмар).

3. У Гідроакумуляція Каскад. Це ще одна фундаментальна перевага стаціонарної аероГЕС. Як ви знаєте, один з кращих рішень проблеми нерівності для будь-якої відновлюваної енергії тепер є використання HPPs. Для цього за допомогою відповідного підйому, спорудження оборотної гідроелектричної станції, яка працює або в режимі накачування або в генераторі. При цьому ефективність оборотних гідравлічних агрегатів значно гірше звичайних гідравлічних турбін.

Cascading AeroHPP елегантно вирішує цю проблему, одночасно розв’язуючи проблему його метеорологічної залежності. Якщо є підходяща елевація, але з неї немає річок, то АероГЕС може легко організувати це «причал» і проміжний верхній біф, зливаючи його воду в природному (метеозалежні) режимі не до нижньої яловичини, а до цього проміжного верхнього двоярусу такої гідроелектричної станції.

Потім ця нижня ГЕС відіграє роль гідроакумулятора, а з нормальними гідротурбінами, а також координованої роботи Аеро-ГПП та цього обсаду звичайної ГЕС повністю усуває метеорологічну залежність. Режим насоса може бути виключений - насос буде працювати самостійно, піднімаючи воду в хмари.

4. У Виготовлена або поверхнева конденсація. Ще одна можливість зменшення нерівності пов'язана з фізичними принципами роботи аероГЕС. У нормальному режимі аероГП сітчасті сітки призначені для захоплення мікродрами хмар, тобто вологи від впливу насипної конденсації. Тим не менш, передбачається, що навіть при відсутності хмар на сітках Аерос, повинна відбуватися конденсація поверхні (самперед, щоб втратити росу), так як за технологією вони піднімаються над точкою роси. Згідно з попередніми оцінками, цей ефект, звичайно, буде виробляти значно менше води, ніж хмарне сіяння, але все ж цей ефект повинен існувати і може бути протестований експериментально.

5. Умань накопичення водню. Тут, AeroHPP також має суттєву перевагу над іншими відновлюваними джерелами енергії. Перетворення, зберігання та подальше використання енергії у вигляді водню є одним з основних ідей альтернативної енергії для заміни вуглеводневих палив. З порівняно невеликими поліпшеннями водню можна використовувати практично в усіх енергетичних і транспортних установках, які в даний час використовують вуглеводні, що створює можливість поступового переходу на нову зелену енергію з мінімальними витратами і без радикально знищує минулу енергетичну інфраструктуру.

Основною проблемою для всіх інших видів відновлюваної енергії при отриманні водню від надлишкової енергії є відсутність якісних джерел свіжої води на місці сонячних панелей або вітрових турбін, необхідних для експлуатації електролізаторів. Навпаки AeroHPP має надлишок як енергії, так і ідеальної свіжої води (найбільшого дистиляту). Крім того, аероГЕС технологічно і структурно може природно зберігати водню в своїх повітряних кульках або навіть перевозити накопичений водень в таких повітряних кулі (прочитати у вигляді походів) споживачу. Легко розрахувати, що таким чином можна модифікувати АеробВП для збільшення ємності зберігання близько 600 разів! Для цього достатньо, крім водопровіду, щоб знизити потік водню і використовувати повітряні кулі, які в той же час не тільки будуть підтримувати елементи АеросПП, але і зберігати запас водню в якості енергетичного агента.





Легко показати, що 1 кг (10 м3) водню (з певною теплою згорянням 120.9 МДж/кг) займає приблизно 10 кг води в верхній частині ваги з гідропотужним запасом тільки 0,2 МДж. Таким чином, в аероГЕС протягом періоду перевипуску енергії, це завжди можливо шляхом ін'єкційного водню (відводиться внизу електролізом) і збалансованого зливу води для забезпечення необхідної кількості води у верхній частині яловичини (для підтримки структури в рівновагі і мінімізації напруженості затримувальних кабелів) і підвищеного запасу енергії в 600 разів, що при необхідності енергія завжди може бути однаково збалансована назад в паливних клітинах (від водню) і турбогенератор (від води).

Так ми бачимо, що з п'яти можливих способів боротьби з погодою, чотири - це виняткова або значна перевага AeroHPP над іншими відновлюваними джерелами енергії.

Розглянемо приблизний вплив на техніко-економічне обґрунтування обліку на необхідність зберігання енергії на мінімум (1,85 кВт) та базовий технічний прототип (185 кВт).

Місцеві нерівності: Дискуренси в Cloud FlowОскільки значення інтегральної продуктивності АЕС в техніко-економічному дослідженні ґрунтуються на інтегральних даних про збір корму та відповідного потоку води, це дозволяє початкову нерівність при отриманні даних, що досить важко оцінити.

У разі АеросЕС ми маємо намір використовувати хмари нижнього ярусу (шар-рейс, шар-пил, шарований) і хмари вертикального розвитку (кумул, кумулус-рейс). Більшість цих хмар мають твердість близько 1, тобто майже безперервний шар. Припустимо для наших умовних розрахунках, що АероГЕС має працювати стабільно навіть при вазі 2, при цьому такий режим може бути до 10% часу. Для типових хмарних розмірів ~1 км і типових швидкості вітру на висоті 2 км ~10 м/с, це означає, що АероГЕС має забезпечити номінальний вихід при хмарному розриві ~1 км, тобто в межах ~ 100 секунд, що відповідає одноразовому необхідному скупченню 185 кДж (~0.05 кВт•год) і 18500 кДж (~5 кВт•год), відповідно, і з повним накопиченням для ~1 року, тобто енергії до близько половини покоління протягом 10% розрахункового терміну установки в 10 років.





Таким чином, AeroHPP може легко впоратися з місцевою нерівністю через місцеву гідроаккумуляцію, яка вже дає їй глобальну перевагу над сонячною і вітровою енергією, де провідні акумулятори з багаторазовим збільшенням вартості відновлюваної енергії повинні бути використані для вирішення такої проблеми.

Meteo Unevenness - Зміни у типі ПогодаМетеорологічні нерівності для конкретного розташування можуть бути оцінені з метеорологічних архівів або з даних з супутників NASA. Наприклад, для Санкт-Петербурга аналіз хмарності в теплому періоді року показує, що зміна погодних умов типу від «сплоду» до «знімання» може бути до тривалості близько одного тижня з частотою замовлення місяця, тобто загальна кількість циклів заряджання (120) не перевищить ліміт циклів акумулятора (500), а також експлуатаційні витрати можна нехтувати. Очевидно, що місцева електростанція будь-якого типу RES не може впоратися з накопиченням тижневого виробництва (без нього є стаціонарна інсталяція, яка може реалізувати схему каскадної каскадної системи AeroHPP). Тим не менш, ми зробимо відповідні розрахунки.

р.



Таким чином, як очікується, не приймається опція. Тим часом, за даними Вікіпедії, вартість оборотних паливних клітин може бути очікувана до рівня $254/kW (Загальна електрика, 2006), а потім цей варіант буде прийнятний. Крім того, цей тип паливної камери може використовуватися не тільки водню, але і регулярний пропан, що дозволяє його використовувати замість резервного дизельного генератора (DG).





Тим не менш, сьогодні ми все ще повинні використовувати DG як резервне джерело енергії.

Сезонна нерівність – Зміна сезонуЯк вже згадувалося, AeroHPP може працювати лише в південних країнах. У Росії вибухові хмари існують в нижній тропосфері лише близько шести місяців, тобто в нижній тропосфері. АеробГЕС повинен накопичувати достатню кількість води для обсадної гідроелектростанції протягом теплого періоду року, або накопичувати достатню кількість водню, щоб використовувати її протягом шести місяців в паливних клітинах або замість природного газу в існуючій тепловій електроенергетики або просто замінити традиційними джерелами енергії. Для будь-яких відновлюваних джерел енергії, як джерело резервної енергії. Порівняємо технічні економічні характеристики з автономним щорічним використанням тільки DG або DG + AeroHPP в умовах Центральної Русі. Враховуючи зимові та погодні зміни, аероГЕС зможе активно працювати тільки третину сезону. На основі аналізу ринку дизельних і бензинових генераторів, ми беремо середню вартість оцінки ~ 150 $/k W і витрати ~$0.15/k Вх.

р.



Також розглянуто використання паливних елементів замість DH, що передбачає, що ми повинні використовувати три модулі АеАЕС замість одного літа для резервування 2/3 енергії на зиму у вигляді водню.





Таким чином, навіть варіант використання старих реверсивних паливних елементів для водневого резерву, необхідного для довгого шестимісячного резервування, разом з потрійним АЕС (при однаковій потужності видається), вигідно у порівнянні з DH.

Порівняння вартості водиТак як AeroHPP виробляє не тільки енергію, але і свіжу (практично досконалу дистильовану) воду, можна оцінити вартість такої води в порівнянні з альтернативними технологіями, наприклад, для потреб МВС або Ємергенції.





Це випливає з розрахунків техніко-економічного обґрунтування, що навіть якщо аероГЕС використовується тільки для виробництва води, вартість такої води буде надзвичайно низькою. Наприклад, навіть мінімальний технічний прототип буде виробляти ~10 тонн або м3 води в день, який, коли перетворений на життя 10 років, дає 36,500 тонн або ~9.64 млн галонів, тобто вартість води буде ~ $0.08 / м3 або ~ $0.3 за 1000 галонів, що кілька разів дешевше інших технологій, перерахованих в таблиці. Базовий технічний прототип виготовить воду ще дешевше: ~ $0.02/м3 або ~ $0.09 за 1000 галонів. Виробництво такої води не буде споживати, але буде виробляти енергію.





Джерело: altenergiya.ru/gidro/akkumulirovanie-energii-v-aeroges.html