የታመቀ የአየር ኃይል ማከማቻ፡ ታዳሽ ኃይልን ለማከማቸት ንፁህ እና ቀልጣፋ መንገድ

እንደ ንፋስ እና ፀሀይ ያሉ ታዳሽ የሃይል ምንጮች የበለጠ ተወዳጅ እና ተመጣጣኝ እየሆኑ መጥተዋል ምክንያቱም የሙቀት አማቂ ጋዝ ልቀትን መቀነስ እና በነዳጅ ላይ ጥገኛ መሆን። ይሁን እንጂ ታዳሽ ኃይልም ትልቅ ችግር አለው፡ የሚቆራረጥ እና ተለዋዋጭ ነው፡ ይህም ማለት በሚፈለግበት ጊዜ እና ቦታ ሁልጊዜ አይገኝም ማለት ነው። ለምሳሌ, የፀሐይ ኃይል የሚመነጨው በቀን ውስጥ ብቻ ነው, እና የንፋስ ኃይል በአየር ሁኔታ ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ የኤሌክትሪክ አቅርቦትና ፍላጎት በማንኛውም ጊዜ ሚዛናዊ መሆን ስለሚያስፈልገው ለኃይል ፍርግርግ መረጋጋት እና አስተማማኝነት ፈተናን ይፈጥራል።

ይህንን ፈተና ለማሸነፍ እ.ኤ.አ. የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ያስፈልጋሉ, ይህም ከመጠን በላይ ታዳሽ ሃይልን በብዛት ሲያከማች እና ሲጎድል ይለቃል. የኢነርጂ ማከማቻ እንደ ጫፍ መላጨት፣ የድግግሞሽ ቁጥጥር፣ የቮልቴጅ ድጋፍ እና የኃይል ጥራት ማሻሻል ያሉ ሌሎች ጥቅሞችን ሊሰጥ ይችላል። ከተለያዩ መካከል የረጅም ጊዜ የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች, የታመቀ የአየር ኃይል ማጠራቀሚያ (ሲኤኢኤስ) በጣም ተስፋ ሰጭ እና ወጪ ቆጣቢ አማራጮች አንዱ ነው, ምክንያቱም ለረጅም ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይል ማከማቸት እና ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና አለው.

በዚህ የብሎግ ልኡክ ጽሁፍ የ CAES ጽንሰ-ሀሳብ እና የስራ መርህ, የተለያዩ የ CAES አይነቶች እና የማከማቻ አማራጮች, የ CAES ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች ጋር ማወዳደር እና የ CAES የወደፊት አመለካከቶችን እናስተዋውቃለን. ይህ የብሎግ ልጥፍ የCAESን አቅም እና ዋጋ እንዲረዱ እና ስለዚህ አስደናቂ ቴክኖሎጂ የበለጠ እንዲያስሱ ሊያበረታታዎት እንደሚችል ተስፋ እናደርጋለን።

መግቢያ

የታመቀ የአየር ኃይል ማከማቻ (CAES) ምንድን ነው?

የተጨመቀ የአየር ኃይል ማከማቻ (ሲኤኢኤስ) የሜካኒካል ሃይል ማከማቻ አይነት ሲሆን የኤሌክትሪክ ሃይልን ወደ የተጨመቀ አየር የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ይለውጠዋል። የ CAES መሰረታዊ ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል.

- በቻርጅ ሂደቱ ወቅት ኤሌክትሪክ ሞተር ኮምፕረርተርን ያንቀሳቅሳል፣ ይህም የከባቢ አየርን ጨምቆ በማጠራቀሚያ ውስጥ ያከማቻል ፣ ለምሳሌ ከመሬት በታች ያለ ዋሻ ፣ ከመሬት በላይ የታንክ ወይም የውሃ ውስጥ ፊኛ።
- በማፍሰሻ ሂደት ውስጥ የተጨመቀው አየር ከውኃ ማጠራቀሚያው ውስጥ ይለቀቃል, እና በተርባይን በኩል ይስፋፋል, ይህም ጄነሬተርን ያንቀሳቅሳል, ይህም ኤሌክትሪክ ያመነጫል.

የCAES ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።

ለምንድነው CAES ለታዳሽ ሃይል ውህደት አስፈላጊ የሆነው?

CAES ለታዳሽ ኃይል ውህደት ጠቃሚ ቴክኖሎጂ ነው፣ ምክንያቱም የሚከተሉትን ማድረግ ይችላል፡-

- ከፍተኛ መጠን ያለው ታዳሽ ሃይልን ለረጅም ጊዜ የሚያከማች የጅምላ ሃይል ማከማቻ ያቅርቡ እና ፍላጎቱ ሲበዛ ወይም አቅርቦቱ ሲቀንስ ይልቀቁት። ይህ የታዳሽ ሃይልን መለዋወጥ እና አለመመጣጠን ማለስለስ እና አጠቃቀሙን እና መግባቱን ይጨምራል።
- እንደ ፍሪኩዌንሲ ቁጥጥር፣ የቮልቴጅ ድጋፍ፣ የከፍተኛ መላጨት እና የማሽከርከር ክምችት ያሉ የኃይል ፍርግርግ አሠራር እና መረጋጋትን የሚደግፉ ረዳት አገልግሎቶችን ይስጡ። ይህ የኃይል ፍርግርግ አስተማማኝነት እና ጥንካሬን ሊያሳድግ ይችላል, እና የተለመዱ የኃይል ማመንጫዎች ፍላጎት ይቀንሳል.
- የግሪንሀውስ ጋዝ ልቀትን መቀነስ፣ ቅሪተ አካላትን በታዳሽ ሃይል በማፈናቀል እና የኃይል ስርዓቱን ውጤታማነት እና አፈፃፀም በማሻሻል። ይህ የአየር ንብረት ለውጥ ተጽእኖን ሊቀንስ እና የአካባቢን ጥራት ማሻሻል ይችላል.

የCAES ዋና ፈተናዎች እና እድሎች ምንድናቸው?

CAES ፍጹም ቴክኖሎጂ አይደለም፣ እና እንደሚከተሉት ያሉ አንዳንድ ተግዳሮቶችን እና ገደቦችን ያጋጥመዋል።

- ከፍተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋናነት የውኃ ማጠራቀሚያ እና የኮምፕረርተሩ ግንባታ እና ጥገና ምክንያት ነው. የ CAES ካፒታል ዋጋ እንደ ጂኦሎጂ ፣ የመሬት እና የውሃ አቅርቦት ፣ እና ወደ የኃይል ፍርግርግ ርቀት ላይ ባሉ ልዩ ሁኔታዎች ላይ የተመሠረተ ነው። የ CAES ካፒታል ዋጋ አሁን ያሉትን መሠረተ ልማቶች እንደ የተሟጠጠ ዘይትና ጋዝ ሜዳዎች፣ የጨው ዋሻዎች ወይም የቧንቧ መስመሮችን በመጠቀም ወይም እንደ የውሃ ውስጥ ፊኛዎች ወይም ሞዱል ታንኮች ያሉ አዳዲስ እና አዳዲስ የማከማቻ አማራጮችን በማዘጋጀት ሊቀነስ ይችላል።
- ዝቅተኛ የኃይል ጥግግት, ይህም በአንድ ክፍል መጠን ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. የ CAES የኢነርጂ ጥግግት በአየር ቴርሞዳይናሚክስ ባህሪያት, እና በማጠራቀሚያው ግፊት እና የሙቀት መጠን የተገደበ ነው. ከፍተኛ ጫናዎችን እና ሙቀቶችን በመጠቀም ወይም እንደ ሃይድሮጂን ወይም ሂሊየም ያሉ የተለያዩ የስራ ፈሳሾችን በመጠቀም የ CAES የኃይል ጥንካሬ ሊጨምር ይችላል።
- በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ወቅት የሚከሰቱ የሙቀት ኪሳራዎች እና የ CAES ቅልጥፍና እና አፈፃፀም መቀነስ ያስከትላል። እንደ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ወይም ሙቀት መለዋወጫ የመሳሰሉ የሙቀት ማገገሚያ ስርዓቶችን በመጠቀም ወይም በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ላይ የማያቋርጥ የሙቀት መጠንን የሚጠብቁ የ CAES የሙቀት ኪሳራዎችን መቀነስ ይቻላል ።

እነዚህ ፈተናዎች ቢኖሩም፣ CAES እንዲሁ አንዳንድ ልዩ ጥቅሞች እና እድሎች አሉት፣ ለምሳሌ፡-

- ከፍተኛ ልኬት፣ ይህም ማለት CAES በቀላሉ ወደላይ ወይም ወደ ታች የተለያዩ የኃይል ማከማቻ ፍላጎቶችን እና አፕሊኬሽኖችን ለማሟላት ያስችላል። CAES ከትናንሽ መመዘኛ ስርዓቶች ለመኖሪያ ወይም ለንግድ አገልግሎት፣ ለፍጆታ ወይም ለፍርግርግ መጠነ-ሰፊ አጠቃቀም እስከ መጠነ ሰፊ ስርዓቶች ድረስ ሊደርስ ይችላል። CAES ከሌሎች የኢነርጂ ስርዓቶች ጋር ሊጣመር ይችላል፣ ለምሳሌ የንፋስ እርሻዎች፣ የፀሐይ ኃይል ማከማቻ ተክሎች, ወይም የሃይድሮጂን ማምረቻ ተቋማት, ድብልቅ እና የተዋሃዱ መፍትሄዎችን ለመፍጠር.
- ረጅም የህይወት ዘመን፣ ይህ ማለት CAES ያለ ከፍተኛ መበላሸት ወይም መበላሸት ለረጅም ጊዜ ሊሠራ ይችላል። CAES አነስተኛ የጥገና እና የክወና ወጪ፣ እና ከፍተኛ ጥንካሬ እና አስተማማኝነት አለው። CAES አፈጻጸሙን እና ቅልጥፍናውን ለማሻሻል እንደገና ሊስተካከል እና ሊሻሻል ይችላል።
- ሰፊ መገኘት, ይህም ማለት CAES በብዙ ቦታዎች እና ክልሎች ውስጥ ሊሰራጭ ይችላል, ተስማሚ የውኃ ማጠራቀሚያ እና ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት አለ. CAES አስተማማኝ እና ተመጣጣኝ የኤሌክትሪክ አቅርቦት እጥረት ባለባቸው ሩቅ እና ገለልተኛ አካባቢዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።

የ CAES ዓይነቶች

በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ወቅት ሙቀትን በሚይዙበት መንገድ የሚለያዩ ሶስት ዋና ዋና የ CAES ዓይነቶች አሉ-ዲያቢቲክ CAES ፣ adiabatic CAES እና isothermal CAES። እያንዳንዱ አይነት CAES የራሱ ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሉት, እና ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች እና ሁኔታዎች ተስማሚ ነው.

የዲያቢቲክ CAES

Diabatic CAES ከ1970ዎቹ ጀምሮ ሲሰራ የነበረው በጣም የተለመደ እና ብስለት ያለው የCAES አይነት ነው። የዲያቢቲክ CAES መደበኛ CAES ወይም የመጀመሪያ-ትውልድ CAES በመባልም ይታወቃል። በዲያቢቲክ CAES ውስጥ አየር በሚጨመቅበት ጊዜ የሚፈጠረው ሙቀት ወደ አከባቢዎች ይሰራጫል, እና በአየር መስፋፋት ወቅት የሚፈለገው ሙቀት እንደ የተፈጥሮ ጋዝ ወይም ባዮጋዝ በመሳሰሉት ውጫዊ ምንጮች ይቀርባል. የዲያቢቲክ CAES ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

- በኃይል መሙያው ወቅት ኤሌክትሪክ ሞተር ባለ ብዙ ደረጃ መጭመቂያ ያሽከረክራል ፣ ይህም የአከባቢውን አየር ጨምቆ በማጠራቀሚያ ውስጥ ያከማቻል። በመጨመቂያው ወቅት የሚፈጠረው ሙቀት በ intercooler እና በማቀዝቀዣ ይወገዳል እና ወደ አካባቢው ይለቀቃል.
- በማፍሰሻ ወቅት, የተጨመቀው አየር ከውኃ ማጠራቀሚያ ውስጥ ይለቀቃል, እና በማቃጠያ ክፍል ውስጥ ከነዳጅ ጋር ይቀላቀላል, ይሞቃል እና ይጫናል. ሞቃት እና ከፍተኛ ግፊት ያለው አየር በተርባይን በኩል ይስፋፋል, ይህም ጄነሬተርን ያንቀሳቅሳል, ይህም ኤሌክትሪክ ያመነጫል.

የዲያቢቲክ CAES ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።

እንዴት ነው የሚሰራው?

Diabatic CAES በ Brayton ዑደት መርህ ላይ ይሰራል, ይህም የጋዝ ተርባይኖችን አሠራር የሚገልጽ ቴርሞዳይናሚክስ ዑደት ነው. የብሬቶን ዑደት አራት ሂደቶችን ያቀፈ ነው-መጭመቅ ፣ ማሞቂያ ፣ ማስፋፋት እና ማቀዝቀዝ። ከታች ያለው ሥዕላዊ መግለጫ የBrayton ዑደት የግፊት መጠን እና የሙቀት-ኤንትሮፒ ንድፎችን ያሳያል፡-

የብሬቶን ዑደት ውጤታማነት የሚወሰነው በመጨመቂያው ሬሾ ላይ ነው, ይህም በጨመቁ መጨረሻ ላይ ያለው ግፊት በጨመቁ መጀመሪያ ላይ ያለው ግፊት እና የሙቀት ሬሾ ሲሆን ይህም በመጨረሻው የሙቀት መጠን ሬሾ ነው. በማሞቂያው መጀመሪያ ላይ ወደ ሙቀቱ የሙቀት መጠን. የጨመቁ ሬሾ እና የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ መጠን የBrayton ዑደት ውጤታማነት ይጨምራል።

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

የዲያቢቲክ CAES አንዳንድ ጥቅሞች አሉት፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የዲያቢቲክ CAES የድጋሚ ጉዞ ውጤታማነት እስከ 70% ሊደርስ ይችላል, ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው.
• ዝቅተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋነኝነት በጋዝ ተርባይን ቴክኖሎጂ እና በመሠረተ ልማት አጠቃቀም ምክንያት ነው. የዲያቢቲክ CAES ካፒታል ዋጋ እስከ $100/kW በሰአት ዝቅተኛ ሊሆን ይችላል፣ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ያነሰ ነው።

• ከፍተኛ የመተጣጠፍ እና ምላሽ ሰጪነት, ይህም ማለት ዲያቢቲክ CAES ተለዋዋጭ የኤሌክትሪክ ፍላጎት እና አቅርቦትን ለማሟላት የውጤቱን ኃይል እና ድግግሞሽ በፍጥነት እና በቀላሉ ማስተካከል ይችላል. ዳያባቲክ CAES በፍጥነት ሊጀምር እና ሊያቆም ይችላል፣ እና በተለያዩ የጭነት ሁኔታዎች ውስጥ ይሰራል።
• ከፍተኛ ተኳኋኝነት እና መስተጋብር, ይህም ማለት ዲያቢቲክ CAES አሁን ካለው የጋዝ ተርባይን ቴክኖሎጂ እና መሠረተ ልማት ጋር ሊጣመር ይችላል, እና ተመሳሳይ ነዳጅ እና የማቃጠያ ዘዴን ይጠቀማል. ዲያባቲክ CAES የካርቦን አሻራውን እና የአካባቢ ተፅእኖን ለመቀነስ እንደ ባዮጋዝ ወይም ሃይድሮጂን ያሉ ታዳሽ ነዳጆችን መጠቀም ይችላል።

ሆኖም፣ የዲያቢቲክ CAES እንዲሁ አንዳንድ ጉዳቶች አሉት፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛ የነዳጅ ፍጆታ እና ልቀቶች, ይህም በዋነኝነት በአየር መስፋፋት ወቅት የውጭ ማቃጠልን በመጠቀም ነው. Diabatic CAES በኪሎዋት የኤሌክትሪክ ሃይል ወደ 0.4 ኪሎ ግራም የተፈጥሮ ጋዝ ይበላል፣ እና 200 ግራም ካርቦን ካርቦሃይድሬትስ በሰአት ኪሎዋት ያመነጫል። እነዚህ እሴቶች ከተለመዱት የጋዝ ተርባይኖች ያነሱ ናቸው, ነገር ግን ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች ወይም ታዳሽ የኃይል ምንጮች ከፍ ያለ ነው.
• ዝቅተኛ የአካል ብቃት እንቅስቃሴ ቅልጥፍና, ይህም ጠቃሚ የሥራ ውጤት እና ከፍተኛው የሥራ ውጤት ጥምርታ ነው. የዲያቢቲክ CAES ቅልጥፍና 40% ገደማ ሲሆን ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች ወይም ታዳሽ የኃይል ምንጮች ያነሰ ነው. ይህ የሆነበት ምክንያት ዲያቢቲክ CAES በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ወቅት ብዙ ሙቀትን ስለሚያባክን እና የአየር ቴርሞዳይናሚክስ አቅምን ሙሉ በሙሉ ስለማይጠቀም ነው።
• ከፍተኛ ውስብስብነት እና ጥገና, ይህም በዋናነት እንደ ኮምፕረሮች, ተርባይኖች, ኢንተርኮለርስ, ማቀዝቀዣዎች, የቃጠሎ ክፍሎች እና የሙቀት መለዋወጫዎች ባሉ በርካታ ክፍሎች እና ደረጃዎች አጠቃቀም ምክንያት ነው. እነዚህ ክፍሎች እና ደረጃዎች የዲያቢቲክ CAES የካፒታል ወጪን፣ የሥራ ማስኬጃ ወጪን እና የጥገና ወጪን ይጨምራሉ፣ እንዲሁም ተጨማሪ ኪሳራዎችን እና ቅልጥፍናን ያስተዋውቃሉ።

ያሉት እና የታቀዱ ፕሮጀክቶች የት አሉ?

በአለም ላይ ሁለት ኦፕሬሽናል ዲያቢቲክ CAES ተክሎች ብቻ አሉ፡

• እ.ኤ.አ. በ 1978 የተገነባው በጀርመን ውስጥ ያለው የሃንቶርፍ ሲኤኢኤስ ፋብሪካ እና 321 ሜጋ ዋት የኃይል አቅም ፣ 600 ሜጋ ዋት ኃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 42% ነው።
• እ.ኤ.አ. በ 1991 የተገነባው በአላባማ ፣ አሜሪካ የሚገኘው የማኪንቶሽ CAES ፋብሪካ እና 110 ሜጋ ዋት የኃይል አቅም ፣ 2600 ሜጋ ዋት ሃይል እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 54% ነው።

እንዲሁም በርካታ የታቀዱ ወይም የታቀዱ የዲያቢቲክ CAES ፕሮጀክቶች አሉ፣ ለምሳሌ፡-

• በአዮዋ፣ ዩኤስኤ የሚገኘው የአዮዋ የተከማቸ ኢነርጂ ፓርክ 268MW ሃይል፣ 5360MWh የሃይል አቅም እና 54% የጉዞ ቅልጥፍና እንዲኖረው ታቅዶ በ2011 በጂኦሎጂካል እና ፋይናንሺያል ጉዳዮች ተሰርዟል። .
• በኦሃዮ፣ ዩኤስኤ የሚገኘው የኖርተን ሲኤኢኤስ ፕሮጀክት 2700MW ሃይል፣የ40000MWh ሃይል እና የጉዞ ቅልጥፍና 60% እና የተተወ የኖራ ድንጋይ ፈንጂን እንደ ማጠራቀሚያ ለመጠቀም ታቅዷል።
• በቴክሳስ ዩኤስኤ የሚገኘው የድሬዘር ራንድ ሲኤኢኤስ ፕሮጀክት 317 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም 9500 ሜጋ ዋት እና የጉዞ ብቃት 68% እና የጨው ዋሻን እንደ የውሃ ማጠራቀሚያ ለመጠቀም ታቅዷል።

አዲያባቲክ CAES

Adiabatic CAES የበለጠ የላቀ እና ቀልጣፋ የCAES አይነት ነው፣ አሁንም በመገንባት እና በማሳየት ላይ ነው። Adiabatic CAES የላቀ CAES ወይም ሁለተኛ-ትውልድ CAES በመባልም ይታወቃል። በ adiabatic CAES ውስጥ በአየር መጨናነቅ ወቅት የሚፈጠረው ሙቀት እንደ ቀልጦ ጨው ወይም የሴራሚክ ጡቦች ባሉ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ውስጥ ይከማቻል እና በአየር መስፋፋት ወቅት የሚፈለገው ሙቀት በተመሳሳይ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ውስጥ ይሰጣል። የ adiabatic CAES ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በባትሪ መሙያው ወቅት ኤሌክትሪክ ሞተር ባለ ብዙ ደረጃ መጭመቂያ ያሽከረክራል ፣ ይህም የከባቢ አየርን ጨምቆ በማጠራቀሚያ ውስጥ ያከማቻል። በመጨመቂያው ወቅት የሚፈጠረው ሙቀት ወደ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ይተላለፋል, እዚያም እንደ ምክንያታዊ ወይም ድብቅ ሙቀት ይከማቻል.
• በማፍሰሻ ጊዜ, የተጨመቀው አየር ከውኃ ማጠራቀሚያ ውስጥ ይለቀቃል, እና በሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ይሞቃል, የተከማቸ ሙቀትን ያገግማል. ሞቃት እና ከፍተኛ ግፊት ያለው አየር በተርባይን በኩል ይስፋፋል, ይህም ጄነሬተርን ያንቀሳቅሳል, ይህም ኤሌክትሪክ ያመነጫል.

የ adiabatic CAES ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል፡-

ይህ ሥዕላዊ መግለጫ እንደ ኮምፕረርተር፣ ተርባይን፣ ጀነሬተር፣ ሞተር፣ የውሃ ማጠራቀሚያ እና የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ያሉ የ adiabatic CAES ዋና ዋና ክፍሎችን እና ሂደቶችን ያሳያል። በተጨማሪም በመሙላት እና በመሙላት ደረጃዎች ውስጥ የአየር እና የሙቀት ፍሰት ያሳያል. እንደሚመለከቱት፣ adiabatic CAES ከዲያቢቲክ CAES በተለየ የውጭ ነዳጅ ወይም ማቃጠል አይጠቀምም። ይልቁንም በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ምክንያት የተፈጠረውን እና የሚፈለገውን ሙቀት ያከማቻል እና ያድሳል። ይህ adiabatic CAES ከዲያባቲክ CAES የበለጠ ቀልጣፋ እና ለአካባቢ ተስማሚ ያደርገዋል።

ያሉት እና የታቀዱ ፕሮጀክቶች የት አሉ?

በአለም ላይ ምንም የሚሰራ adiabatic CAES ተክሎች የሉም፣ ግን በርካታ ማሳያ እና የሙከራ ፕሮጀክቶች አሉ፣ ለምሳሌ፡-

• በጀርመን የ ADELE ፕሮጀክት፣ የ 90MW ሃይል አቅም ያለው፣ 360MWh ሃይል ያለው እና የ 70% የጉዞ ብቃት ያለው የአዲያባቲክ CAES ማሳያ ፕሮጀክት ነው። ፕሮጀክቱ የጨው ዋሻ እንደ የውሃ ማጠራቀሚያ፣ እና የቀለጠ ጨው እንደ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ይጠቀማል። ፕሮጀክቱ በ2008 የተጀመረ ሲሆን በ2024 ይጠናቀቃል ተብሎ ይጠበቃል።
• የ AA-CAES ፕሮጄክት በኔዘርላንድስ፣ እሱም 1.5MW የኃይል አቅም ያለው፣ 6MWh የኃይል አቅም ያለው፣ እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 80% ያለው የአዲያባቲክ CAES የሙከራ ፕሮጀክት ነው። ፕሮጀክቱ የብረት ማጠራቀሚያ እንደ ማጠራቀሚያ, እና የሴራሚክ ጡቦች እንደ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓት ይጠቀማል. ፕሮጀክቱ በ2012 የተጀመረ ሲሆን በ2023 ይጠናቀቃል ተብሎ ይጠበቃል።
• በአውሮፓ የ RICAS 2020 ፕሮጀክት፣ 10 ሜጋ ዋት ኃይል ያለው፣ 40 MWh የኃይል አቅም ያለው እና የ 85% የጉዞ ውጤታማነት ያለው የ adiabatic CAES የምርምር እና ፈጠራ ፕሮጀክት ነው። ፕሮጀክቱ ሞዱላር እና ሊሰፋ የሚችል ንድፍ ይጠቀማል፣ እና ዓላማው የተለያዩ የ adiabatic CAES አካላትን እና አወቃቀሮችን ለማዘጋጀት እና ለመሞከር ነው። ፕሮጀክቱ በ2016 የተጀመረ ሲሆን በ2020 ይጠናቀቃል ተብሎ ይጠበቃል።

Isothermal CAES

Isothermal CAES ልብ ወለድ እና ተስማሚ የCAES አይነት ነው፣ እሱም አሁንም በፅንሰ-ሀሳብ እና በሙከራ ደረጃ ላይ ነው። Isothermal CAES እንዲሁም ቅርብ-isothermal CAES ወይም የሶስተኛ-ትውልድ CAES በመባልም ይታወቃል። በ isothermal CAES ውስጥ በአየር መጨናነቅ ወቅት የሚፈጠረው ሙቀት እና በአየር መስፋፋት ወቅት የሚፈለገው ሙቀት ከውጪ የሙቀት ምንጭ ወይም ማጠቢያ, ለምሳሌ ውሃ ወይም አየር, በሂደቱ ውስጥ የማያቋርጥ የሙቀት መጠን እንዲኖር ይደረጋል. የ isothermal CAES ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በኃይል መሙያው ወቅት ኤሌክትሪክ ሞተር ፒስተን መጭመቂያ ያሽከረክራል ፣ ይህም የአከባቢውን አየር ጨምቆ በማጠራቀሚያ ውስጥ ያከማቻል። በመጨመቂያው ወቅት የሚፈጠረው ሙቀት የአየሩን ሙቀት ጠብቆ ለማቆየት ወደ ውጫዊ የሙቀት ማጠራቀሚያ, እንደ ውሃ ወይም አየር ይተላለፋል.
• በማፍሰሻ ሂደት ውስጥ, የተጨመቀው አየር ከውኃ ማጠራቀሚያ ውስጥ ይለቀቃል, እና የአየር ሙቀት ቋሚነት እንዲኖረው እንደ ውሃ ወይም አየር ባሉ የውጭ ሙቀት ምንጭ ይሞቃል. ሞቃት እና ከፍተኛ ግፊት ያለው አየር በፒስተን ማስፋፊያ በኩል ይስፋፋል, ይህም ጄነሬተርን ያንቀሳቅሳል, ይህም ኤሌክትሪክ ያመነጫል.

የ isothermal CAES ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።

!Isothermal CAES ንድፍ

እንዴት ነው የሚሰራው?

Isothermal CAES በቋሚ የሙቀት መጠን ውስጥ የሚከሰት ቴርሞዳይናሚክ ሂደት በሆነው የ isothermal ሂደት መርህ ላይ ይሰራል. የኢሶተርማል ሂደት በጣም ጥሩ እና ሊቀለበስ የሚችል ሂደት ነው, ይህም ከፍተኛውን ውጤታማነት እና አፈፃፀም አለው. ከዚህ በታች ያለው ንድፍ የኢሶተርማል ሂደትን የግፊት መጠን እና የሙቀት-ኤንትሮፒ ንድፎችን ያሳያል።

!Isothermal ሂደት ዲያግራም

የኢሶተርማል ሂደት ውጤታማነት በግፊት ሬሾ ላይ የተመሰረተ ነው, ይህም በሂደቱ መጨረሻ ላይ ያለው ግፊት በሂደቱ መጀመሪያ ላይ ካለው ግፊት ጋር ሲነፃፀር ነው. የግፊት ሬሾው ከፍ ባለ መጠን የኢሶተርማል ሂደት ውጤታማነት ይጨምራል።

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

Isothermal CAES አንዳንድ ጥቅሞች አሉት፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛው የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የኢሶተርማል CAES የድጋሚ ጉዞ ቅልጥፍና እስከ 100% ሊደርስ ይችላል፣ይህም ከ adiabatic CAES እና diabatic CAES እና ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ከፍ ያለ ነው።
• ዝቅተኛው የነዳጅ ፍጆታ እና ልቀቶች, በዋነኛነት በሂደቱ ውስጥ ምንም ዓይነት ማቃጠል ወይም ሙቀት ማጣት ባለመኖሩ ነው. Isothermal CAES በሚሠራበት ጊዜ ምንም ዓይነት ነዳጅ አይጠቀምም ወይም ምንም ዓይነት ሙቀት አማቂ ጋዞች አያመነጭም, ይህም በጣም ንጹህ እና አረንጓዴው የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂ ያደርገዋል.
• ከፍተኛው የአካል ብቃት እንቅስቃሴ ቅልጥፍና፣ ይህም የጠቃሚው የስራ ውጤት ጥምርታ እና ከፍተኛው የስራ ውጤት ነው። የኢሶተርማል CAES ቅልጥፍና 100% ያህል ነው፣ይህም ከአድያባቲክ CAES እና ዲያባቲክ CAES እና ከአብዛኛዎቹ የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ከፍ ያለ ነው። ምክንያቱም isothermal CAES በሂደቱ ውስጥ ምንም አይነት ሙቀትን አያባክንም ወይም አያጠፋም, እና የአየር ቴርሞዳይናሚክስ አቅምን ሙሉ በሙሉ ይጠቀማል.

ሆኖም፣ isothermal CAES እንዲሁ አንዳንድ ጉዳቶች አሉት፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛው ቴክኒካል ችግር፣ ይህም በዋነኝነት በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ወቅት የማያቋርጥ የሙቀት መጠንን የመጠበቅ ፈተና ነው። Isothermal CAES በጣም ፈጣን እና ቀልጣፋ የሆነ የሙቀት ማስተላለፊያ ዘዴን ይፈልጋል, ይህም ሙቀትን በአየር በከፍተኛ ፍጥነት እና በዝቅተኛ የሙቀት ልዩነት መለዋወጥ ይችላል. Isothermal CAES እንዲሁ በጣም ትክክለኛ እና ተለዋዋጭ የቁጥጥር ስርዓት ያስፈልገዋል, ይህም የአየርን ግፊት እና ፍሰት እንደ ጭነቱ እና የሙቀት መጠን ማስተካከል ይችላል.
• ከፍተኛው የካፒታል ወጪ፣ ይህም በዋነኝነት እንደ ፒስተን መጭመቂያ፣ ፒስተን ማስፋፊያ፣ የሙቀት ማስተላለፊያ ስርዓት እና የቁጥጥር ስርዓት ባሉ አዳዲስ እና ውስብስብ አካላት እና ቴክኖሎጂዎች አጠቃቀም ነው። የኢሶተርማል CAES ካፒታል ዋጋ እስከ $4000/kW ሰ ሊሆን ይችላል፣ይህም ከ adiabatic CAES እና diabatic CAES እና ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ከፍ ያለ ነው።
• ዝቅተኛው የኢነርጂ እፍጋት፣ ይህም በአንድ ክፍል መጠን ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው። የ isothermal CAES የኃይል ጥግግት በአየር ቴርሞዳይናሚክስ ባህሪያት የተገደበ ነው, እና የውሃ ማጠራቀሚያ ግፊት እና የሙቀት መጠን እና የሙቀት ማስተላለፊያ ስርዓት. የኢሶተርማል ሲኤኢኤስ ሃይል መጠጋጋት ከፍተኛ ጫናዎችን እና የሙቀት መጠኖችን በመጠቀም ወይም እንደ ሃይድሮጂን ወይም ሂሊየም ያሉ የተለያዩ የስራ ፈሳሾችን በመጠቀም ሊጨምር ይችላል።

ያሉት እና የታቀዱ ፕሮጀክቶች የት አሉ?

በአለም ላይ ምንም የሚሰራ የአይዞተርማል CAES ተክሎች የሉም፣ ነገር ግን አንዳንድ የሙከራ እና የንድፈ ሃሳቦች አሉ፣ ለምሳሌ፡-

• በኒው ሃምፕሻየር ዩኤስኤ የሚገኘው የሱስታይን ኤክስ ፕሮጄክት 1.5MW ሃይል ያለው፣ 6MWh ሃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 80% ያለው የኢሶተርማል CAES የሙከራ ፕሮጀክት ነበር። ፕሮጀክቱ የብረት ማጠራቀሚያ እንደ ማጠራቀሚያ, እና ውሃን እንደ ሙቀት ማስተላለፊያ ይጠቀማል. ፕሮጀክቱ እ.ኤ.አ. በ 2010 ተጀምሯል ፣ እና በ 2014 በቴክኒካዊ እና በገንዘብ ጉዳዮች ምክንያት ተቋርጧል።
• በካሊፎርኒያ፣ ዩኤስኤ የሚገኘው የLightSail ፕሮጀክት፣ 1 ሜጋ ዋት ኃይል ያለው፣ 4 MWh የኃይል አቅም ያለው እና የ 90% የጉዞ ውጤታማነት ያለው የኢሶተርማል ሲኤኢኤስ ቲዎሬቲካል ፕሮጀክት ነበር። ፕሮጀክቱ የብረት ማጠራቀሚያ እንደ ማጠራቀሚያ, እና የውሃ ጭጋግ እንደ ሙቀት ማስተላለፊያ ዘዴ ተጠቅሟል. ፕሮጀክቱ እ.ኤ.አ. በ 2011 ተጀምሯል ፣ እና በ 2016 በቴክኒካዊ እና የፋይናንስ ጉዳዮች ተሰርዟል።
• በቻይና የሚገኘው ኢሶተርማል ሲኤኢኤስ ፕሮጀክት፣ 10 ሜጋ ዋት የኃይል አቅም ያለው፣ 40MWh የኃይል አቅም ያለው እና 95% የጉዞ ውጤታማነት ያለው የኢሶተርማል ሲኤኢኤስ ቲዎሬቲካል ፕሮጀክት ነው። ፕሮጀክቱ የጨው ዋሻ እንደ ማጠራቀሚያ, እና አየር እንደ ሙቀት ማስተላለፊያ ይጠቀማል. ፕሮጀክቱ በ2017 የተጀመረ ሲሆን በ2025 ይጠናቀቃል ተብሎ ይጠበቃል።

የታመቀ የአየር ማከማቻ አማራጮች

ሶስት ዋና የተጨመቁ የአየር ማጠራቀሚያ አማራጮች አሉ, እነሱም የተጨመቀውን አየር በሚያስቀምጡበት መንገድ ይለያያሉ, እነሱም የመሬት ውስጥ ዋሻዎች, ከመሬት በላይ ታንኮች እና የውሃ ውስጥ ፊኛዎች. እያንዳንዱ የማከማቻ አማራጭ የራሱ ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሉት, እና ለተለያዩ የ CAES አይነቶች እና ቦታዎች ተስማሚ ነው.

የመሬት ውስጥ ዋሻዎች

ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች ከ1970ዎቹ ጀምሮ ጥቅም ላይ የዋሉት ለCAES በጣም የተለመዱ እና ብስለት የማከማቻ አማራጮች ናቸው። ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች በከርሰ ምድር ውስጥ ተፈጥሯዊ ወይም ሰው ሠራሽ ጉድጓዶች ናቸው, ይህም ከፍተኛ መጠን ያለው የተጨመቀ አየር በከፍተኛ ግፊት እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማከማቸት ይችላል. ከመሬት በታች ባሉ ዋሻዎች ውስጥ በጣም ተስማሚ የሆኑት የጨው, የድንጋይ ወይም የተሟጠጠ ዘይት እና የጋዝ መሬቶች ናቸው. የመሬት ውስጥ ዋሻዎች ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል.

• በመሙያ ደረጃው ውስጥ የተጨመቀው አየር ወደ ጉድጓዱ ውስጥ በጥሩ ጉድጓድ ውስጥ ይጣላል, እና በዋሻው ውስጥ የሚሞላውን ብሬን ወይም ጋዝ ያፈላልጋል. አየሩ በሚከማችበት ጊዜ የዋሻው ግፊት እና የሙቀት መጠን ይጨምራል.
• በማፍሰሻ ወቅት፣ የታመቀው አየር ከዋሻው ውስጥ በተመሳሳይ ጉድጓድ ውስጥ ይወጣል እና የተፈናቀለውን ብሬን ወይም ጋዝ ይለቀቃል። አየር ሲቀንስ የዋሻው ግፊት እና የሙቀት መጠን ይቀንሳል.

የመሬት ውስጥ ዋሻዎች ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።

እንዴት ተፈጥረዋል እና ጥቅም ላይ ይውላሉ?

ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች በተለያዩ ዘዴዎች ሊፈጠሩ ይችላሉ, እንደ አፈጣጠሩ አይነት, ለምሳሌ:

• በመፍትሔ ማዕድን የተሠሩ የጨው ዋሻዎች፣ ውሃ ወደ ጨው ክምችት ውስጥ ማስገባት፣ ጨዉን መፍታት እና ብሬን ማውጣትን ይጨምራል። የጨው ዋሻዎች ከፍተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ, ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ እና ከፍተኛ ራስን የማተም ችሎታ አላቸው, ይህም ለ CAES ተስማሚ ናቸው.
• በሜካኒካዊ ቁፋሮ የተሰሩ የሮክ ዋሻዎች ቁፋሮ፣ ፍንዳታ ወይም እንደ ግራናይት፣ የኖራ ድንጋይ ወይም የአሸዋ ድንጋይ ባሉ ጠንካራ አለቶች ውስጥ መቆፈርን ያካትታል። የሮክ ዋሻዎች ከፍተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ, ዝቅተኛ የመተላለፊያ ችሎታ እና ዝቅተኛ ራስን የማተም ችሎታ አላቸው, ይህም ለ CAES ተስማሚ ናቸው.
• በተፈጥሮ ሂደቶች የተገነቡ የተሟጠጡ የነዳጅ እና የጋዝ መስኮች እንደ አሸዋ ድንጋይ, ሼል ወይም ካርቦኔት ባሉ የተቦረቦሩ እና ሊበሰብሱ በሚችሉ የድንጋይ ቅርጾች ውስጥ ሃይድሮካርቦኖችን ማከማቸት እና ማውጣትን ያካትታል. የተሟጠጠ ዘይት እና የጋዝ መሬቶች አነስተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ አላቸው
• , ከፍተኛ የመተላለፊያ ችሎታ እና ከፍተኛ ራስን የማተም ችሎታ, ይህም ለ CAES ተስማሚ ያደርጋቸዋል.

የመሬት ውስጥ ዋሻዎች እንደ የአየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ላይ በመመስረት ለተለያዩ የCAES አይነቶች ሊያገለግሉ ይችላሉ፡-

• በዋሻው ውስጥ የማያቋርጥ ግፊት የሚይዘው ቋሚ-ግፊት CAES እና የአየሩን መጠን ይለዋወጣል. የማያቋርጥ ግፊት CAES ለዲያቢቲክ CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ማገገሚያ ስርዓት ስለማይፈልግ እና ባለ አንድ-ደረጃ መጭመቂያ እና ተርባይን መጠቀም ይችላል.
• ተለዋዋጭ-ግፊት CAES, በዋሻው ውስጥ ያለውን ግፊት የሚቀይር እና የማያቋርጥ የአየር መጠን ይይዛል. ተለዋዋጭ-ግፊት CAES ለ adiabatic CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ማገገሚያ ስርዓት ያስፈልገዋል, እና ባለብዙ ደረጃ ኮምፕረር እና ተርባይን መጠቀም ይችላል.
• በዋሻው ውስጥ የማይለዋወጥ የሙቀት መጠንን የሚይዝ እና የአየሩን ግፊት እና መጠን የሚቀይር የአቅራቢያ-ቋሚ የሙቀት መጠን CAES። የቅርብ-ቋሚ የሙቀት መጠን CAES ለ isothermal CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም ፈጣን እና ቀልጣፋ የሙቀት ማስተላለፊያ ስርዓት ያስፈልገዋል, እና ፒስተን መጭመቂያ እና ማስፋፊያ መጠቀም ይችላል.

ጥቅሞቹ እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች አንዳንድ ጥቅሞች አሏቸው፣ ለምሳሌ፡-

• ትልቅ የኃይል አቅም, ይህም በዋሻ ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. የመሬት ውስጥ ዋሻዎች የሃይል አቅም እንደየዋሻው መጠን እና ቅርፅ እንዲሁም እንደ አየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ከመቶ እስከ ሺዎች MWh ሊደርስ ይችላል።
• ረጅም የማከማቻ ጊዜ, ይህም ጉልበት በዋሻ ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች የማከማቻ ጊዜ ከሰዓታት እስከ ቀናት ሊደርስ ይችላል, ይህም በዋሻው ውስጥ ባለው የውሃ ፍሳሽ እና የሙቀት ኪሳራ, እና በሲኤኢኤስ ስርዓት ጭነት እና ድግግሞሽ ላይ የተመሰረተ ነው.
• ዝቅተኛ የአካባቢ ተፅእኖ, ይህም ዋሻው በአካባቢው ላይ የሚያደርሰውን ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. የከርሰ ምድር ዋሻዎች የአካባቢ ተፅእኖ ዝቅተኛ ነው, ምክንያቱም ከመሬት በታች ጥልቀት ውስጥ ይገኛሉ, እና የላይኛውን እና የከርሰ ምድር ውሃን አይጎዱም. ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች የመሬት አጠቃቀምን እና የግንባታ ወጪን ለመቀነስ እንደ ዘይትና ጋዝ ያሉ መሠረተ ልማቶችን መጠቀም ይችላሉ።

ነገር ግን፣ ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎችም አንዳንድ ድክመቶች አሏቸው፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛ የጣቢያ ጥገኝነት, ይህም ዋሻው በጂኦሎጂካል እና በጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው የጥገኝነት እና ገደብ መጠን ነው. የከርሰ ምድር ዋሻዎች የጣቢያ ጥገኝነት ከፍተኛ ነው፣ ምክንያቱም እንደ ጨው፣ አለት ወይም የተሟጠጠ ዘይት እና ጋዝ ማሳዎች ያሉ ተስማሚ ምስረታ ስለሚያስፈልጋቸው በሁሉም ቦታ የማይገኙ ወይም ተደራሽ አይደሉም። ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት ያስፈልጋቸዋል፣ ይህም ቅርብ ወይም ምቹ ላይሆን ይችላል።
• ከፍተኛ የደህንነት ስጋት, ይህም በዋሻው የ CAES አሠራር እና ጥገና ላይ የሚያመጣው የአደጋ መጠን እና እርግጠኛ አለመሆን ነው. ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች የደህንነት ስጋት ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም ያልተጠበቁ ክስተቶች ለምሳሌ እንደ ፍሳሽ, ስብራት, መውደቅ ወይም ፍንዳታ የመሳሰሉ ከባድ ጉዳት እና ጉዳት ሊያስከትሉ ስለሚችሉ. ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎችም ጥንቃቄ የተሞላበት እና መደበኛ ክትትል እና ቁጥጥር ያስፈልጋቸዋል ይህም ብዙ ወጪ የሚጠይቅ እና ከባድ ሊሆን ይችላል።
• በዋሻ ውስጥ በሚከማችበት ጊዜ በአየር ውስጥ የሚጠፋው ወይም የሚያገኘው የሙቀት መጠን ከፍተኛ የሙቀት ኪሳራዎች። በመሬት ውስጥ ያሉ ዋሻዎች የሙቀት ኪሳራ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም በአየር እና በአፈጣጠር መካከል ባለው የሙቀት ልዩነት, እና በሙቀት አማቂነት እና በተፈጠረ አቅም መካከል ይወሰናል. ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎች የሙቀት ኪሳራዎች የ CAES ስርዓትን በተለይም ለ adiabatic እና isothermal CAES ቅልጥፍና እና አፈፃፀም ሊቀንስ ይችላል።

የመሬት ውስጥ ዋሻዎችን የሚጠቀሙ የCAES ፕሮጀክቶች አንዳንድ ምሳሌዎች ምንድናቸው?

የመሬት ውስጥ ዋሻዎችን የሚጠቀሙ የCAES ፕሮጀክቶች በርካታ ምሳሌዎች አሉ፣ ለምሳሌ፡-

• በጀርመን የሚገኘው የሃንቶርፍ ሲኤኢኤስ ፋብሪካ፣ የጨው ዋሻን እንደ የውሃ ማጠራቀሚያ የሚጠቀመው እና 321 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 600 ሜጋ ዋት ሃይል የማመንጨት አቅም ያለው እና የዙር ጉዞ ቅልጥፍና 42% ነው። ፋብሪካው የዲያቢቲክ CAES ስርዓት ነው, እና ከ 1978 ጀምሮ እየሰራ ነው.
• በአሜሪካ አላባማ የሚገኘው የማክ ኢንቶሽ ሲኤኢኤስ ፋብሪካ የጨው ዋሻ እንደ ማጠራቀሚያ የሚጠቀመው እና 110 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው 2600 ሜጋ ዋት ሃይል እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 54% ነው። ፋብሪካው የዲያቢቲክ CAES ስርዓት ነው, እና ከ 1991 ጀምሮ እየሰራ ነው.
• በጀርመን የሚገኘው የ ADELE ፕሮጀክት የጨው ዋሻን እንደ የውሃ ማጠራቀሚያ የሚጠቀመው እና 90 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 360 ሜጋ ዋት ሃይል ያለው ሃይል ያለው እና የጉዞው ውጤታማነት 70% ነው። ፕሮጀክቱ adiabatic CAES ስርዓት ሲሆን በ2024 ይጠናቀቃል ተብሎ ይጠበቃል።
• በኦሃዮ፣ ዩኤስኤ የሚገኘው የኖርተን ሲኤኢኤስ ፕሮጀክት የተሟጠጠ የኖራ ድንጋይ እንደ ማጠራቀሚያ የሚጠቀመው እና 2700MW ሃይል ያለው፣ 40000MWh ሃይል የማመንጨት አቅም ያለው እና 60% የጉዞ ውጤታማነት አለው። ፕሮጀክቱ የዲያቢቲክ CAES ስርዓት ሲሆን በ 2025 ለማጠናቀቅ ታቅዷል.

ከመሬት በላይ ታንኮች

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች በቅርብ ዓመታት ውስጥ የታቀዱ እና የተሞከሩት ለ CAES አዲስ እና አዲስ የማከማቻ አማራጭ ናቸው። ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የታመቀ አየርን በከፍተኛ ግፊት እና በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማከማቸት የሚችሉ ሰው ሰራሽ ኮንቴይነሮች ናቸው። ከመሬት በላይ ለሆኑ ታንኮች በጣም ተስማሚ የሆኑ ቁሳቁሶች ብረት, ኮንክሪት ወይም ድብልቅ ናቸው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በመሙያ ደረጃው ውስጥ የተጨመቀው አየር ወደ ማጠራቀሚያው ውስጥ በቫልቭ ውስጥ እንዲገባ ይደረጋል, እና የታክሲው ግፊት እና የሙቀት መጠን ይጨምራል. በጨመቁ ጊዜ የሚፈጠረው ሙቀት በማቀዝቀዣው ይወገዳል, እና ወደ አካባቢው ይለቀቃል.
• በማፍሰሻ ሂደት ውስጥ, የታመቀው አየር ከውኃ ማጠራቀሚያው ውስጥ በተመሳሳይ ቫልቭ ውስጥ ይወጣል, እና የታንከሩን ግፊት እና የሙቀት መጠን ይቀንሳል. በማስፋፊያ ጊዜ የሚፈለገው ሙቀት በኤሌክትሪክ ወይም በነዳጅ በሚሠራ ማሞቂያ ይቀርባል.

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል-

የተነደፉት እና የሚሠሩት እንዴት ነው?

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች እንደ ታንኩ ዓይነት እና መጠን በመወሰን በተለያዩ ዘዴዎች ሊነደፉ እና ሊሠሩ ይችላሉ፡-

• የሲሊንደሪክ ታንኮች, እንደ ሲሊንደሮች ቅርጽ ያላቸው እና ክብ ቅርጽ ያለው መስቀለኛ መንገድ አላቸው. የሲሊንደሪክ ታንኮች አግድም ወይም ቀጥ ያሉ ሊሆኑ ይችላሉ, እና ነጠላ ወይም ብዙ ሊሆኑ ይችላሉ. የሲሊንደሪክ ታንኮች ከፍተኛ የሜካኒካል ጥንካሬ, ከፍተኛ መረጋጋት እና ከፍተኛ መጠን ያላቸው ናቸው, ይህም ለ CAES ተስማሚ ናቸው.
• እንደ ሉል ቅርጽ ያላቸው እና ክብ ቅርጽ ያላቸው ሉላዊ ታንኮች. ሉላዊ ታንኮች ነጠላ ወይም ብዙ ሊሆኑ ይችላሉ, እና በእግሮች ወይም በአምዶች ሊደገፉ ይችላሉ. ሉላዊ ታንኮች ከፍተኛ የሜካኒካል ጥንካሬ, ዝቅተኛ ወለል እና ዝቅተኛ የሙቀት ማጣት አላቸው, ይህም ለ CAES ተስማሚ ናቸው.
• ሞዱላር ታንኮች ከበርካታ ጥቃቅን እና ተመሳሳይ ክፍሎች የተውጣጡ እና በተለያየ መንገድ ሊደረደሩ እና ሊገናኙ ይችላሉ. ሞዱላር ታንኮች ሲሊንደሪክ፣ ሉላዊ ወይም ሌላ ቅርፆች ሊሆኑ ይችላሉ፣ እና ተለዋዋጭ እና ተለዋዋጭ ሊሆኑ ይችላሉ፣ ይህም ለ CAES ተስማሚ ያደርጋቸዋል።

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች እንደ የአየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ላይ በመመስረት በተለያዩ ሁነታዎች ሊሠሩ ይችላሉ-

• በማጠራቀሚያው ውስጥ የማያቋርጥ መጠን የሚይዘው ቋሚ መጠን CAES እና የአየር ግፊትን ይለያያል. የማያቋርጥ መጠን CAES ለዲያቢቲክ CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ማገገሚያ ስርዓት ስለማያስፈልግ, እና ነጠላ-ደረጃ መጭመቂያ እና ተርባይን መጠቀም ይችላሉ.
• ተለዋዋጭ-ጥራዝ CAES, ይህም በማጠራቀሚያው ውስጥ ያለውን መጠን የሚቀይር እና የማያቋርጥ የአየር ግፊትን ይይዛል. ተለዋዋጭ-ጥራዝ CAES ለ adiabatic CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ማገገሚያ ስርዓት ያስፈልገዋል, እና ባለብዙ ደረጃ ኮምፕረር እና ተርባይን መጠቀም ይችላል.
• በቅርብ-ቋሚ-ሙቀት CAES, ይህም በማጠራቀሚያው ውስጥ የቅርብ-ቋሚ የሙቀት መጠንን የሚይዝ እና የአየር ግፊት እና መጠን ይለያያል. የቅርብ-ቋሚ የሙቀት መጠን CAES ለ isothermal CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም ፈጣን እና ቀልጣፋ የሙቀት ማስተላለፊያ ስርዓት ያስፈልገዋል, እና ፒስተን መጭመቂያ እና ማስፋፊያ መጠቀም ይችላል.

ጥቅሞቹ እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች አንዳንድ ጥቅሞች አሏቸው፡-

• ዝቅተኛ የጣቢያ ጥገኝነት, ይህም ታንኩ በጂኦሎጂካል እና በጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው ጥገኛ እና ገደብ መጠን ነው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የጣቢያው ጥገኝነት ዝቅተኛ ነው, ምክንያቱም በማንኛውም ቦታ ሊጫኑ እና ሊጓጓዙ ስለሚችሉ ተስማሚ መሬት እና ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት አለ. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች አስተማማኝ እና ተመጣጣኝ የኤሌክትሪክ አቅርቦት እጥረት ባለባቸው ራቅ ያሉ እና ገለልተኛ አካባቢዎችን መጠቀም ይችላሉ።
• ዝቅተኛ የደህንነት ስጋት, ይህም ታንኩ በ CAES አሠራር እና ጥገና ላይ የሚያመጣው የአደጋ መጠን እና እርግጠኛ አለመሆን ነው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች በቀላሉ ሊቆጣጠሩ እና ሊመረመሩ ስለሚችሉ የደህንነት ስጋት ዝቅተኛ ነው, እና እንደ የግፊት መከላከያ ቫልቮች, ስብራት ዲስኮች ወይም የእሳት ማጥፊያዎች ያሉ የደህንነት መሳሪያዎች ሊገጠሙ ይችላሉ. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮችም ሊገለሉ እና ከውጭ አደጋዎች ሊጠበቁ ይችላሉ፣ ለምሳሌ የመሬት መንቀጥቀጥ፣ ጎርፍ ወይም የመሬት መንሸራተት።
• በማጠራቀሚያው ውስጥ በሚከማችበት ጊዜ በአየር ውስጥ የሚጠፋው ወይም የሚያገኘው የሙቀት መጠን ዝቅተኛ የሙቀት ኪሳራዎች። ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የሙቀት ኪሳራዎች ዝቅተኛ ናቸው ፣ ምክንያቱም እነሱ በአከባቢው ወለል እና በሙቀት አማቂው እና በነፋስ ፍጥነት ላይ ስለሚመሰረቱ። ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የሙቀት ኪሳራ በትንሹ እና ወፍራም ታንኮች በመጠቀም እና የተሻለ መከላከያ ቁሳቁሶችን እና ዝቅተኛ የአካባቢ ሙቀትን በመጠቀም መቀነስ ይቻላል ።

ነገር ግን፣ ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮችም አንዳንድ ድክመቶች አሏቸው፣ ለምሳሌ፡-

• አነስተኛ የኃይል አቅም, ይህም በማጠራቀሚያው ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. ከመሬት በላይ ያለው የኃይል አቅም
• ታንኮች ትንሽ ናቸው, ምክንያቱም በመጠን እና በክብደት, በአየር ግፊት እና የሙቀት መጠን የተገደበ ነው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የሃይል አቅም ከአስር እስከ መቶ ኪሎ ዋት በሰአት ሊደርስ ይችላል ይህም እንደ ታንኩ አይነት እና መጠን እንዲሁም እንደ የአየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ይወሰናል.
• አጭር የማጠራቀሚያ ጊዜ, ይህም የኃይል ማጠራቀሚያው ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የማጠራቀሚያ ጊዜ አጭር ነው, ምክንያቱም በእቃው ፍሳሽ እና በሙቀት መጥፋት እና በሲኤኢኤስ ስርዓት ጭነት እና ድግግሞሽ ተጽእኖ ስለሚጎዳ ነው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የማጠራቀሚያ ጊዜ ከደቂቃዎች እስከ ሰአታት ሊደርስ ይችላል ይህም እንደ ታንኩ አይነት እና መጠን እንዲሁም እንደ ታንክ ፍሳሽ እና የሙቀት ኪሳራ ይወሰናል።
• ከፍተኛ የአካባቢ ተጽእኖ, ይህም ታንኩ በአካባቢው ላይ የሚያደርሰውን ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች የአካባቢ ተፅእኖ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም ሰፊ መሬት ስለሚይዙ, የእይታ እና የድምፅ ብክለትን ይፈጥራሉ. ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮች ታንኩ ከተበላሹ ወይም ከተሞቁ የእሳት እና የፍንዳታ አደጋ ሊያስከትሉ ይችላሉ።

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮችን የሚጠቀሙ የCAES ፕሮጀክቶች አንዳንድ ምሳሌዎች ምንድናቸው?

ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮችን የሚጠቀሙ የCAES ፕሮጀክቶች ጥቂት ምሳሌዎች አሉ፣ ምክንያቱም አሁንም በሙከራ እና በፕሮቶታይፕ ደረጃ ላይ ናቸው፣ ለምሳሌ፡-

• በኒው ሃምፕሻየር ዩኤስኤ የሚገኘው የሱስታይን ኤክስ ፕሮጄክት የብረት ታንክን እንደ ማጠራቀሚያነት ይጠቀም የነበረው እና 1.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 6MWh ሃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 80% ነበር። ፕሮጀክቱ የኢሶተርማል CAES ስርዓት ነበር፣ እና በ2014 በቴክኒክ እና በፋይናንሺያል ጉዳዮች ተቋርጧል።
• የላይትሴይል ፕሮጀክት በካሊፎርኒያ፣ ዩኤስኤ፣ የብረት ታንክን እንደ ማጠራቀሚያነት ይጠቀም የነበረው እና 1 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 4MWh ሃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 90% ነበር። ፕሮጀክቱ የኢሶተርማል CAES ስርዓት ነበር፣ እና በ2016 በቴክኒክ እና በፋይናንሺያል ጉዳዮች ተሰርዟል።
• በኔዘርላንድስ የሚገኘው የ AA-CAES ፕሮጀክት የብረት ታንክን እንደ ማጠራቀሚያ ይጠቀም የነበረው እና 1.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው 6 ሜጋ ዋት ሃይል እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 80% ነበር። ፕሮጀክቱ adiabatic CAES ስርዓት ነበር፣ እና በ2023 ይጠናቀቃል ተብሎ ይጠበቃል።

የውሃ ውስጥ ፊኛዎች

የውሃ ውስጥ ፊኛዎች በቅርብ ዓመታት ውስጥ ለታቀደው እና ለተሞከረው ለCAES አዲስ እና አዲስ የማከማቻ አማራጭ ናቸው። የውሃ ውስጥ ፊኛዎች የተጨመቀ አየር በከፍተኛ ግፊት እና በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማከማቸት የሚችሉ ተለዋዋጭ እና ሊነፉ የሚችሉ መዋቅሮች ናቸው። የውሃ ውስጥ ፊኛዎች በጣም ተስማሚ የሆኑ ቁሳቁሶች ጎማ, ፕላስቲክ ወይም ጨርቃ ጨርቅ ናቸው. የውሃ ውስጥ ፊኛዎች ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በመሙያ ደረጃው ውስጥ የተጨመቀው አየር በቧንቧ ውስጥ ወደ ፊኛ ውስጥ እንዲገባ ይደረጋል, እና የፊኛ መጠን እና ግፊት ይጨምራል. በመጨመቂያው ወቅት የሚፈጠረው ሙቀት ወደ ውሃው ይተላለፋል, እና ወደ አካባቢው ይተላለፋል.
• በማፍሰሻ ሂደት ውስጥ, የተጨመቀው አየር ከባሎኑ ውስጥ በተመሳሳይ ቱቦ ውስጥ ይወጣል, እና የፊኛውን ድምጽ እና ግፊት ይቀንሳል. በማስፋፊያ ጊዜ የሚፈለገው ሙቀት አየርን በሚያሞቅ ውሃ ይቀርባል.

የውሃ ውስጥ ፊኛዎች ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል

እንዴት ነው የሚሰማሩት እና የሚቆጣጠሩት?

የውሃ ውስጥ ፊኛዎች እንደ የውሃው ጥልቀት እና ቦታ ላይ በመመስረት በተለያዩ ዘዴዎች ሊሰማሩ እና ሊቆጣጠሩ ይችላሉ ፣ ለምሳሌ-

• ተንሳፋፊ ፊኛዎች፣ ከተንሳፋፊ መድረክ ጋር የተጣበቁ እና ጥልቀት በሌለው እና በተረጋጋ ውሃ ውስጥ ለምሳሌ ሐይቆች ወይም ወንዞች። ተንሳፋፊ ፊኛዎች በቀላሉ ሊደረስባቸው እና ቁጥጥር ሊደረግባቸው ይችላል, እና ቀላል እና ርካሽ የቧንቧ ስርዓት መጠቀም ይችላሉ.
• ከባህር ወለል ጋር የተገጣጠሙ እና እንደ ውቅያኖሶች ወይም ባህሮች ባሉ ጥልቅ እና ምስቅልቅል ውሀዎች ውስጥ ሊሰማሩ የሚችሉ የተንጠለጠሉ ፊኛዎች። የተጣበቁ ፊኛዎች ሊደበቁ እና ሊጠበቁ ይችላሉ, እና ውስብስብ እና ውድ የሆነ የቧንቧ ስርዓት መጠቀም ይችላሉ.
• በውሃ ውስጥ የተዘፈቁ ፊኛዎች, እና በውሃው ውስጥ በማንኛውም ጥልቀት እና ቦታ ላይ ሊሰራጭ ይችላል. በውሃ ውስጥ ያሉ ፊኛዎች ተለዋዋጭ እና ተለዋዋጭ ሊሆኑ ይችላሉ, እና ድብልቅ እና ሞጁል ቱቦ ስርዓትን መጠቀም ይችላሉ.

የውሃ ውስጥ ፊኛዎች እንደ የአየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ላይ በመመስረት በተለያዩ ሁነታዎች ሊሠሩ ይችላሉ-

• በፊኛ ውስጥ የማያቋርጥ ግፊት የሚይዘው የማያቋርጥ ግፊት CAES እና የአየር መጠን ይለያያል። የማያቋርጥ ግፊት CAES ለዲያቢቲክ CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ማገገሚያ ስርዓት ስለማይፈልግ እና ባለ አንድ-ደረጃ መጭመቂያ እና ተርባይን መጠቀም ይችላል.
• ተለዋዋጭ-ግፊት CAES, በፊኛ ውስጥ ያለውን ግፊት የሚቀይር እና የማያቋርጥ የአየር መጠን ይይዛል. ተለዋዋጭ-ግፊት CAES ለ adiabatic CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ማገገሚያ ስርዓት ያስፈልገዋል, እና ባለብዙ ደረጃ ኮምፕረር እና ተርባይን መጠቀም ይችላል.
• በፊኛ ውስጥ የማይለዋወጥ የሙቀት መጠንን የሚይዝ እና የአየር ግፊት እና መጠን የሚለዋወጥ የአቅራቢያ-ቋሚ የሙቀት CAES። የቅርብ-ቋሚ የሙቀት መጠን CAES ለ isothermal CAES ተስማሚ ነው, ምክንያቱም ፈጣን እና ቀልጣፋ የሙቀት ማስተላለፊያ ስርዓት ያስፈልገዋል, እና ፒስተን መጭመቂያ እና ማስፋፊያ መጠቀም ይችላል.

ጥቅሞቹ እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

የውሃ ውስጥ ፊኛዎች አንዳንድ ጥቅሞች አሏቸው ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛ የኃይል አቅም, ይህም በፊኛ ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. የውሃ ውስጥ ፊኛዎች የኃይል አቅም እንደ ፊኛ መጠን እና ቅርፅ እንዲሁም እንደ የአየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ከመቶ እስከ ሺህ ኪ.ወ.
• ረጅም የማከማቻ ጊዜ, ይህም ጉልበት በ ፊኛ ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. የውሃ ውስጥ ፊኛዎች የማከማቻ ጊዜ ከሰዓታት እስከ ቀናት ሊደርስ ይችላል, እንደ ፊኛ ፍሳሽ እና የሙቀት ኪሳራ, እና የ CAES ስርዓት ጭነት እና ድግግሞሽ.
• ዝቅተኛ የአካባቢ ተጽእኖ, ይህም ፊኛ በአካባቢው ላይ የሚያመጣው የረብሻ እና የጉዳት መጠን ነው. በውሃ ውስጥ ያሉ ፊኛዎች በውሃ ውስጥ ስለሚገኙ በአካባቢ ላይ ያለው ተጽእኖ ዝቅተኛ ነው, እና የላይኛውን ወይም የዱር አራዊትን አይጎዱም. የውሃ ውስጥ ፊኛዎች አየርን ለመሙላት እና ለማስወጣት እንደ ሞገድ ወይም ማዕበል ኃይል ያሉ ታዳሽ የኃይል ምንጮችን መጠቀም ይችላሉ።

ሆኖም የውሃ ውስጥ ፊኛዎች እንዲሁ አንዳንድ ድክመቶች አሏቸው ፣ ለምሳሌ-

• ከፍተኛ የጣቢያ ጥገኝነት, ይህም ፊኛ በጂኦሎጂካል እና ጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው ጥገኛ እና ገደብ መጠን ነው. እንደ ሐይቅ፣ ወንዝ፣ ውቅያኖስ ወይም ባህር ያሉ ተስማሚ የውሃ አካላት ስለሚፈልጉ በውሃ ውስጥ ያሉ ፊኛዎች የቦታ ጥገኝነት ከፍተኛ ነው። የውሃ ውስጥ ፊኛዎች ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት ያስፈልጋቸዋል, ይህም ቅርብ ወይም ምቹ ላይሆን ይችላል.
• ከፍተኛ የደህንነት ስጋት, ይህም የአደጋ መጠን እና እርግጠኛ አለመሆን ነው ፊኛ በ CAES አሠራር እና ጥገና ላይ. የውሃ ውስጥ ፊኛዎች ደህንነት አደጋ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም ያልተጠበቁ ክስተቶች ሊያጋጥማቸው ይችላል, እንደ መፍሰስ, ስብራት, መውደቅ, ወይም ፍንዳታ ከፍተኛ ጉዳት እና ጉዳት ሊያደርስ ይችላል. የውሃ ውስጥ ፊኛዎችም ጥንቃቄ የተሞላበት እና መደበኛ ክትትል እና ቁጥጥር ያስፈልጋቸዋል ይህም ብዙ ወጪ የሚጠይቅ እና ከባድ ሊሆን ይችላል።
• በፊኛ ውስጥ በሚከማችበት ጊዜ በአየር ውስጥ የሚጠፋው ወይም የሚያገኘው የሙቀት መጠን ከፍተኛ የሙቀት ኪሳራዎች። በውሃ ውስጥ ያሉ ፊኛዎች የሙቀት ኪሳራ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም በአየር እና በውሃ መካከል ባለው የሙቀት ልዩነት እና በውሃው የሙቀት መጠን እና አቅም ላይ የተመሰረተ ነው. የውሃ ውስጥ ፊኛዎች የሙቀት ኪሳራዎች የ CAES ስርዓትን ውጤታማነት እና አፈፃፀም ሊቀንስ ይችላል ፣ በተለይም ለ adiabatic እና isothermal CAES።

የውሃ ውስጥ ፊኛዎችን የሚጠቀሙ የCAES ፕሮጀክቶች አንዳንድ ምሳሌዎች ምንድናቸው?

የውሃ ውስጥ ፊኛዎችን የሚጠቀሙ የCAES ፕሮጀክቶች ጥቂት ምሳሌዎች አሉ፣ ምክንያቱም አሁንም በሙከራ እና በፕሮቶታይፕ ደረጃ ላይ ናቸው፣ ለምሳሌ፡-

• በቶሮንቶ ካናዳ የሚገኘው የሀይድሮስተር ፕሮጀክት በውሃ ውስጥ የተዘፈቀ ፊኛን እንደ ማጠራቀሚያ ይጠቀም የነበረው እና 0.7 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 2.8MWh ሃይል የማመንጨት አቅም ያለው እና የጉዞው ውጤታማነት 60% ነው። ፕሮጀክቱ የዲያቢቲክ CAES ስርዓት ነበር፣ እና በ2015 ተጠናቀቀ።
• በጀርመን የሚገኘው ስቴንሴአ ፕሮጀክት በውሃ ውስጥ የተዘፈቀ ፊኛን እንደ የውሃ ማጠራቀሚያ ተጠቅሞ 0.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም፣ 4MWh ሃይል እና የጉዞ ቅልጥፍና 80% ነበር። ፕሮጀክቱ adiabatic CAES ስርዓት ነበር፣ እና በ2017 ተጠናቀቀ።
• በስዊድን የሚገኘው የሴፍሌክስ ፕሮጀክት፣ ተንሳፋፊ ፊኛን እንደ የውሃ ማጠራቀሚያነት ተጠቅሞ 0.1 ሜጋ ዋት የኃይል አቅም፣ 0.4MWh የኃይል አቅም እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 70% ነበር። ፕሮጀክቱ የኢሶተርማል CAES ስርዓት ነበር፣ እና በ2018 ተጠናቀቀ።

CAESን ከሌሎች የኢነርጂ ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ጋር ማወዳደር

ኃይልን በተለያዩ ቅርጾች እና መንገዶች ማከማቸት እና መልቀቅ የሚችሉ ከCAES በተጨማሪ ብዙ ሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች አሉ። አንዳንድ በጣም ከተለመዱት እና ታዋቂው የኢነርጂ ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የፓምፕ ሃይድሮ ማከማቻ፣ ባትሪዎች፣ የበረራ ጎማዎች፣ የሙቀት ማከማቻ እና የሃይድሮጂን ማከማቻ ናቸው። እያንዳንዱ የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂ የራሱ ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሉት, እና ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች እና ሁኔታዎች ተስማሚ ነው.

የፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ

Pumped hydro storage (PHS) የሜካኒካል ሃይል ማከማቻ አይነት ሲሆን ኤሌክትሪክን ወደ ስበት ሃይል የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ መልሶ ወደ ኤሌክትሪክ ሃይል ይለውጠዋል። የፒኤችኤስ መሰረታዊ ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በቻርጅ ሂደቱ ወቅት ኤሌክትሪክ ሞተር ፓምፑን ያንቀሳቅሳል, ይህም ውሃን ከዝቅተኛ ማጠራቀሚያ ወደ ከፍተኛ የውሃ ማጠራቀሚያ ያመነጫል እና እንደ የስበት ኃይል ያከማቻል.
• በማፍሰሻ ሂደት ውስጥ ውሃው ከከፍተኛው የውሃ ማጠራቀሚያ ይለቀቃል, እና በተርባይን ውስጥ ይፈስሳል, ይህም ጄነሬተርን ያንቀሳቅሳል, ይህም ኤሌክትሪክ ያመነጫል.

የ PHS ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።

እንዴት ነው የሚሰራው?

PHS የሚሠራው በኃይል ጥበቃ መርህ ላይ ነው, ይህም ኃይል ሊፈጠርም ሆነ ሊጠፋ እንደማይችል ነገር ግን ከአንዱ ቅርጽ ወደ ሌላ ብቻ እንደሚለወጥ ይገልጻል. ከታች ያለው ንድፍ በፒኤችኤስ ውስጥ ያለውን የኃይል ለውጥ እና ኪሳራ ያሳያል፡

!PHS የኢነርጂ ንድፍ

የፒኤችኤስ ቅልጥፍና የሚወሰነው በሁለቱ የውኃ ማጠራቀሚያዎች መካከል ባለው የከፍታ ልዩነት ላይ ነው, እሱም የስበት ኃይልን የሚወስነው, እና የውሃው ግጭት እና ብጥብጥ, ይህም የኃይል መጥፋት ያስከትላል. ከፍ ያለ የከፍታ ልዩነት እና የኃይል መጥፋት ዝቅተኛ, የ PHS ቅልጥፍና ከፍ ያለ ነው.

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

PHS አንዳንድ ጥቅሞች አሉት፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የፒኤችኤስ የድጋሚ ጉዞ ቅልጥፍና እስከ 80% ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የላቀ ነው።
• ትልቅ የኃይል አቅም, ይህም በማጠራቀሚያዎች ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. እንደ የውሃ ማጠራቀሚያዎቹ መጠን እና ቅርፅ እንዲሁም በመካከላቸው ያለው የከፍታ ልዩነት ላይ በመመስረት የፒኤችኤስ የኃይል አቅም ከሺህ እስከ ሚሊዮኖች MWh ሊደርስ ይችላል።
• ረጅም የማከማቻ ጊዜ, ይህም የኃይል ማጠራቀሚያዎች ውስጥ የሚከማችበት ጊዜ ነው. የ PHS የማከማቻ ጊዜ እንደ የውሃው መፍሰስ እና ትነት እና እንደ የ PHS ስርዓት ጭነት እና ድግግሞሽ ላይ በመመስረት ከሰዓታት እስከ ወራቶች ሊቆይ ይችላል።
• ከፍተኛ የመተጣጠፍ እና ምላሽ ሰጪነት, ይህም ማለት PHS በፍጥነት እና በቀላሉ የውጤት ሃይልን እና ድግግሞሹን በማስተካከል ተለዋዋጭ የኤሌክትሪክ ፍላጎት እና አቅርቦትን ማሟላት ይችላል. PHS በፍጥነት ሊጀምር እና ሊያቆም ይችላል፣ እና በተለያዩ የጭነት ሁኔታዎች ውስጥ ይሰራል።

ሆኖም፣ PHS እንደሚከተሉት ያሉ አንዳንድ ጉዳቶችም አሉት።

• ከፍተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋናነት የውኃ ማጠራቀሚያዎችን በመገንባት እና በመንከባከብ እና በፓምፕ-ተርባይን አሠራር ምክንያት ነው. የፒኤችኤስ ካፒታል ዋጋ እንደ ጂኦሎጂ፣ የመሬት እና የውሃ አቅርቦት፣ እና ከኃይል ፍርግርግ ያለው ርቀት በመሳሰሉት የቦታ-ተኮር ሁኔታዎች ይወሰናል። የፒኤችኤስ ካፒታል ዋጋ እስከ 3000 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል፣ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው።
• ከፍተኛ የጣቢያ ጥገኝነት፣ ይህም የፒኤችኤስ ስርዓት በጂኦሎጂካል እና ጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው የጥገኝነት እና ገደብ መጠን ነው። የፒኤችኤስ የጣቢያ ጥገኝነት ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም ተስማሚ ቦታ ስለሚፈልግ, ሁለት የውኃ ማጠራቀሚያዎች ትልቅ ከፍታ ልዩነት ያላቸው እና ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት አላቸው. PHS እንደ የውሃ ጥራት፣ የውሃ ህይወት እና የመሬት ገጽታን የመሳሰሉ የተፈጥሮ አካባቢን እና የዱር አራዊትን ሊጎዳ ይችላል።
• ከፍተኛ የአካባቢ ተጽዕኖ፣ ይህም የ PHS ስርዓት በአካባቢው ላይ የሚያደርሰው ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው። የ PHS የአካባቢ ተፅዕኖ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም የመሬት ለውጥ እና የጎርፍ መጥለቅለቅ, የህዝቡ መፈናቀል እና ማቋቋም, የፓምፕ-ተርባይን ስርዓት ልቀትን እና ጫጫታዎችን ያካትታል. PHS በተጨማሪም የውኃ ማጠራቀሚያዎች ከተበላሹ ወይም ከተጣሱ, የጎርፍ መጥለቅለቅ እና የመሬት መንሸራተትን ሊያስከትል የሚችል የደህንነት አደጋን ሊያስከትል ይችላል.

አንዳንድ የ PHS ፕሮጀክቶች ምሳሌዎች ምንድናቸው?

በአለም ዙሪያ ብዙ የPHS ፕሮጀክቶች ምሳሌዎች አሉ፣ እነሱም በመጠን፣ በአይነት እና በንድፍ የሚለያዩ ለምሳሌ፡-

• የቤዝ ካውንቲ PHS ፋብሪካ በቨርጂኒያ፣ ዩኤስኤ፣ በአለም ላይ ትልቁ የፒኤችኤስ ፋብሪካ፣ 3000MW ሃይል አቅም ያለው፣ 24000MWh ሃይል የመያዝ አቅም ያለው፣ እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 75% ነው። ፋብሪካው እንደ የውሃ ማጠራቀሚያ ሁለት የተፈጥሮ ሀይቆችን ይጠቀማል እና ከ 1985 ጀምሮ ስራ ላይ ውሏል.
• በዌልስ፣ ዩኬ የሚገኘው የዲኖርቪግ ፒኤችኤስ ፋብሪካ፣ በአውሮፓ ውስጥ ትልቁ የፒኤችኤስ ተክል፣ 1728 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 9600MWh የኃይል አቅም ያለው፣ እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 75% ነው። ፋብሪካው ሰው ሰራሽ ሀይቅ እና የቀድሞ የድንጋይ ንጣፍ ድንጋይ እንደ ማጠራቀሚያ ይጠቀማል እና ከ1984 ጀምሮ ስራ ላይ ውሏል።
• በቻይና ሲቹዋን የሚገኘው የጂንፒንግ-አይ ፒኤችኤስ ፋብሪካ በእስያ ትልቁ የፒኤችኤስ ፋብሪካ ነው፣ 3600MW ሃይል የማመንጨት አቅም ያለው፣ 14400MWh ሃይል የማመንጨት አቅም ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 80% ነው። ፋብሪካው ሁለት የተፈጥሮ ማጠራቀሚያዎችን እንደ ማጠራቀሚያ ይጠቀማል, እና ከ 2014 ጀምሮ ስራ ላይ ውሏል.

ባትሪዎች

ባትሪዎች የኤሌክትሪክ ኃይልን ወደ ኬሚካላዊ ኃይል የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የሚቀይር የኤሌክትሮኬሚካላዊ የኃይል ማጠራቀሚያ አይነት ነው. የባትሪዎቹ መሰረታዊ ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በመሙያ ደረጃው የውጭ ሃይል ምንጭ በባትሪው ላይ ቮልቴጁን ይተገብራል፣ይህም የኤሌክትሪክ ጅረት በባትሪው ውስጥ እንዲፈስ ያደርጋል እና በባትሪው ውስጥ ሃይልን የሚያከማች ኬሚካላዊ ምላሽ ይፈጥራል።
• በሚሞላበት ጊዜ ባትሪው ለጭነቱ የቮልቴጅ አቅርቦትን ይሰጣል፣ ይህም የኤሌክትሪክ ጅረት ከባትሪው እንዲፈስ ያደርገዋል፣ እና ከባትሪው ላይ ሃይል የሚለቀቅ ኬሚካላዊ ምላሽን ያንቀሳቅሳል።

የባትሪዎቹ ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።

እንዴት ነው የሚሰራው?

የባትሪ ኃይል ማከማቻ በሁለት ንጥረ ነገሮች መካከል ኤሌክትሮኖችን ማስተላለፍን የሚያካትት ኬሚካላዊ ምላሽ በሆነው በ redox reaction መርህ ላይ ይስሩ። ከዚህ በታች ያለው ንድፍ በባትሪ ውስጥ ያለውን የድጋሚ ምላሽ ያሳያል።

የባትሪ ምላሽ ዲያግራም

የባትሪዎቹ ቅልጥፍና የሚወሰነው በእቃዎቹ ዓይነት እና ጥራት ላይ ነው, ይህም የባትሪውን ቮልቴጅ, አቅም እና የመቋቋም አቅም እና የሙቀት መጠን እና ወቅታዊ, የኬሚካላዊ ምላሽ እና የኃይል መጥፋትን ይጎዳል. ከፍተኛ የቮልቴጅ እና አቅም, እና ዝቅተኛ የመቋቋም እና የኃይል መጥፋት, የባትሪዎቹ ውጤታማነት ከፍ ያለ ነው.

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

ባትሪዎች አንዳንድ ጥቅሞች አሏቸው, ለምሳሌ:

• ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የባትሪዎቹ የክብ-ጉዞ ቅልጥፍና እስከ 90% ሊደርስ ይችላል, ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው.
• አነስተኛ የኃይል አቅም, ይህም በባትሪው ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. የባትሪዎቹ የኢነርጂ አቅም እንደ ባትሪው አይነት እና መጠን እንዲሁም እንደ ባትሪው ቮልቴጅ እና አቅም ላይ በመመስረት ከአስር እስከ መቶ ኪ.ወ.
• አጭር የማጠራቀሚያ ጊዜ, ይህም ኃይል በባትሪው ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. የባትሪዎቹ የማከማቻ ጊዜ ከደቂቃዎች እስከ ሰአታት ሊደርስ ይችላል, ይህም እንደ ባትሪው አይነት እና ጥራት, እና የባትሪው መፍሰስ እና በራስ-መፍሰስ ላይ የተመሰረተ ነው.
• ከፍተኛ የመተጣጠፍ እና ምላሽ ሰጪነት, ይህም ማለት ባትሪዎች ተለዋዋጭ የኤሌክትሪክ ፍላጎት እና አቅርቦትን ለማሟላት በፍጥነት እና በቀላሉ የውጤት ኃይሉን እና ድግግሞሹን ማስተካከል ይችላሉ. ባትሪዎች በፍጥነት ሊጀምሩ እና ሊያቆሙ ይችላሉ, እና በሰፊ ጭነት ሁኔታዎች ውስጥ ይሰራሉ.

ነገር ግን፣ ባትሪዎች እንደሚከተሉት ያሉ አንዳንድ ጉዳቶች አሏቸው።

• ከፍተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋነኝነት በባትሪ እና በኤሌክትሪክ ኤሌክትሮኒክስ ስርዓት ግዢ እና ጭነት ምክንያት ነው. የባትሪዎቹ ካፒታል ዋጋ በባትሪው ዓይነት እና ጥራት ላይ እንዲሁም በባትሪው የኃይል እና የኃይል ደረጃዎች ላይ የተመሰረተ ነው. የባትሪዎቹ ካፒታል ዋጋ እስከ 1000 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው።
• ዝቅተኛ የአካባቢ ተፅእኖ, ይህም ባትሪው በአካባቢው ላይ የሚያመጣው የረብሻ እና የጉዳት መጠን ነው. የባትሪዎቹ የአካባቢ ተፅእኖ አነስተኛ ነው, ምክንያቱም ትንሽ መሬት ስለሚይዙ, እና ዝቅተኛ ልቀት እና ጫጫታ ይፈጥራሉ. ባትሪዎች ባትሪውን ለመሙላት እና ለማውጣት እንደ የፀሐይ ወይም የንፋስ ሃይል ያሉ ታዳሽ የኃይል ምንጮችን መጠቀም ይችላሉ።

ነገር ግን፣ ባትሪዎች እንደሚከተሉት ያሉ አንዳንድ ጉዳቶች አሏቸው።

• ከፍተኛ የአካባቢ ተጽእኖ, ይህም ባትሪው በአካባቢው ላይ የሚያደርሰውን ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. እንደ ሊቲየም፣ ኮባልት እና እርሳስ ያሉ ብርቅዬ እና መርዛማ ቁሶችን በማውጣትና በማቀነባበር የተፈጥሮ ሃብቶችን መበከል እና መመናመንን ስለሚያካትቱ የባትሪዎቹ የአካባቢ ተፅእኖ ከፍተኛ ነው። ባትሪዎች ደግሞ የእሳት እና የፍንዳታ አደጋ ሊያስከትሉ ይችላሉ, ባትሪው ከተበላሸ ወይም ከመጠን በላይ ሙቀት ካጋጠመው ጎጂ ንጥረ ነገሮችን እና ጋዞችን ያስወጣል.

• ከፍተኛ የጥገና ወጪ, ይህም በዋነኛነት የባትሪውን መተካት እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል እና የኃይል ኤሌክትሮኒክስ ስርዓት. የባትሪዎቹ ጥገና ዋጋ በባትሪው ዓይነት እና ጥራት ላይ እንዲሁም የባትሪው ዕድሜ እና መበላሸት ይወሰናል. የባትሪዎቹ የጥገና ዋጋ እስከ 200 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል፣ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው።

የባትሪ ፕሮጀክቶች አንዳንድ ምሳሌዎች ምንድናቸው?

በአለም ዙሪያ ያሉ የባትሪ ፕሮጀክቶች ብዙ ምሳሌዎች አሉ፣ እነሱም በመጠን፣ በአይነት እና በንድፍ የሚለያዩ ለምሳሌ፡-

• በደቡብ አውስትራሊያ የሚገኘው የሆርንስዴል ሃይል ሪዘርቭ በአለም ትልቁ የባትሪ ፕሮጀክት ሲሆን 150MW ሃይል የመያዝ አቅም 193.5 ሜጋ ዋት ሃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 85% ነው። ፕሮጀክቱ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎችን ይጠቀማል, እና ከ 2017 ጀምሮ ስራ ላይ ውሏል.
• በእስያ ትልቁ የባትሪ ፕሮጄክት የሆነው 140 ሜጋ ዋት ፣ 560 ሜጋ ዋት ሃይል ያለው እና 80% የጉዞ ብቃት ያለው የዛንቤይ ታዳሽ ኢነርጂ ማሳያ ፕሮጀክት በሄቤይ ቻይና። ፕሮጀክቱ የሶዲየም-ሰልፈር ባትሪዎችን ይጠቀማል, እና ከ 2012 ጀምሮ ስራ ላይ ውሏል.
• በሰሜን አሜሪካ ትልቁ የባትሪ ፕሮጀክት የሆነው Escondido Energy Storage Facility በካሊፎርኒያ ፣ ዩኤስኤ ፣ 120 ሜጋ ዋት የኃይል አቅም ፣ 480 ሜጋ ዋት ኃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 85% ነው። ፕሮጀክቱ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎችን ይጠቀማል, እና ከ 2017 ጀምሮ ስራ ላይ ውሏል.

ፍላይዌልስ

Flywheels የኃይል ማከማቻ የኤሌክትሪክ ኃይልን ወደ ኪነቲክ ኃይል የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የሚቀይር የሜካኒካል ኃይል ማከማቻ ዓይነት ናቸው። የዝንቦች መሰረታዊ ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል-

• በባትሪ መሙያው ወቅት ኤሌክትሪክ ሞተር የዝንብ መንኮራኩሮችን ያሽከረክራል፣ እሱም በከፍተኛ ፍጥነት የሚሽከረከር እና ሃይልን እንደ ተዘዋዋሪ ኪነቲክ ሃይል ያከማቻል።
• በማፍሰሻ ጊዜ፣ የዝንብ ተሽከርካሪው ጄነሬተር ያንቀሳቅሳል፣ ይህም ኤሌክትሪክ ያመነጫል፣ እና የዝንብ መንኮራኩሩን ይቀንሳል።

የበረራ ጎማዎች ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል

እንዴት ነው የሚሰራው?

Flywheels የውጭ torque ተግባራዊ ካልሆነ በስተቀር, የሚሽከረከር ነገር angular ሞመንተም ቋሚ ይቆያል መሆኑን ይገልጻል, angular ሞመንተም ያለውን ጥበቃ መርህ ላይ ይሰራሉ. ከታች ያለው ሥዕላዊ መግለጫ በራሪ ጎማዎች ውስጥ ያለውን የማዕዘን ፍጥነት እና ጉልበት ያሳያል፡

!Flywheels ሞመንተም ዲያግራም

የዝንብ መንኮራኩሮች ቅልጥፍና የሚወሰነው በበረሮው ክብደት እና ቅርፅ ላይ ነው ፣ ይህም የኢነርጂ ጊዜን እና የፍላሹን የማሽከርከር ፍጥነት ፣ እና የፍላሹን ግጭት እና መጎተት የኃይል ኪሳራ ያስከትላል። የንቃተ ህሊና እና የማሽከርከር ፍጥነት ከፍ ባለ መጠን ፣ እና የኃይል ኪሳራው ዝቅተኛ ፣ የዝንቦች ቅልጥፍና ከፍ ይላል።

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

የበረራ ጎማዎች አንዳንድ ጥቅሞች አሏቸው፣ ለምሳሌ፡-

• ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የዝንብ መንኮራኩሮች የክብ-ጉዞ ውጤታማነት እስከ 90% ሊደርስ ይችላል, ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው.
• አነስተኛ የኃይል አቅም, ይህም በበረራ ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. የዝንብ መንኮራኩሮች የሃይል አቅም ከአስር እስከ መቶ ኪሎዋት በሰአት ሊደርስ ይችላል ይህም እንደ የዝንብ መንኮራኩሩ ክብደት እና ቅርፅ እንዲሁም እንደ የበረራ መንኮራኩሩ የማሽከርከር ፍጥነት ይለያያል።
• አጭር የማጠራቀሚያ ጊዜ, ይህም ጉልበቱ በራሪ ጎማ ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. የዝንብ መንኮራኩሮች የማከማቻ ጊዜ ከሴኮንዶች እስከ ደቂቃዎች ሊደርስ ይችላል፣ ይህም እንደ የዝንቡሩ መንኮራኩሩ ግጭት እና መጎተት እንዲሁም እንደ የዝንቡሩ ሲስተም ጭነት እና ድግግሞሽ።
• ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ እና ምላሽ ሰጪነት፣ ይህም ማለት የዝንብ መንኮራኩሮች በፍጥነት እና በቀላሉ የውጤት ኃይሉን እና ድግግሞሹን በማስተካከል ተለዋዋጭ የኤሌክትሪክ ፍላጎት እና አቅርቦትን ማሟላት ይችላሉ። የበረራ መንኮራኩሮች በፍጥነት ሊጀምሩ እና ሊቆሙ ይችላሉ, እና በሰፊ የጭነት ሁኔታዎች ውስጥ ይሰራሉ.

ይሁን እንጂ የበረራ ጎማዎች እንደሚከተሉት ያሉ አንዳንድ ጉዳቶች አሏቸው፡-

• ከፍተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋናነት በራሪ ጎማ ግዢ እና ጭነት እና በኃይል ኤሌክትሮኒክስ ስርዓት ምክንያት ነው. የበረራ ጎማዎች ካፒታል ዋጋ በራሪ ጎማው ዓይነት እና ጥራት፣ እና በራሪ ጎማው የኃይል እና የኢነርጂ ደረጃ ላይ የተመሠረተ ነው። የበረራ መንኮራኩሮች ካፒታል ዋጋ እስከ 1000 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው።
• ዝቅተኛ የአካባቢ ተጽእኖ, ይህም የዝንብ መንኮራኩሩ በአካባቢው ላይ የሚያመጣው የረብሻ እና የጉዳት መጠን ነው. የዝንብ መንኮራኩሮች የአካባቢ ተፅእኖ አነስተኛ ነው, ምክንያቱም ትንሽ መሬት ስለሚይዙ, እና ዝቅተኛ ልቀት እና ጫጫታ ይፈጥራሉ. የበረራ ጎማዎችን ለመሙላት እና ለማስወጣት እንደ የፀሐይ ወይም የንፋስ ሃይል ያሉ ታዳሽ የኃይል ምንጮችን መጠቀም ይችላሉ።

ይሁን እንጂ የበረራ ጎማዎች እንደሚከተሉት ያሉ አንዳንድ ጉዳቶች አሏቸው፡-

• ከፍተኛ የአካባቢ ተፅእኖ, ይህም የዝንብ መንኮራኩሩ በአካባቢው ላይ የሚያደርሰውን ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. እንደ ብረት፣ ካርቦን ፋይበር ወይም ሴራሚክስ ያሉ ብርቅዬ እና ውድ የሆኑ ቁሶችን በመጠቀም የተፈጥሮ ሃብቶችን መበከል እና መመናመንን ስለሚያካትቱ የዝንብ መንኮራኩሮች የአካባቢ ተፅእኖ ከፍተኛ ነው። የበረራ መንኮራኩሮች ለደህንነት ስጋት ሊዳርጉ ይችላሉ፣ የዝንብ መንኮራኩሩ ከተበላሸ ወይም ከተሰበረ፣ ይህ ደግሞ መንቀጥቀጥ እና መንቀጥቀጥ ሊያስከትል ይችላል።
• ከፍተኛ የጥገና ወጪ, ይህም በዋነኛነት የዝንቦችን መተካት እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል እና የኃይል ኤሌክትሮኒክስ ስርዓት. የዝንብ መንኮራኩሮች የጥገና ወጪ በራሪ ጎማው ዓይነት እና ጥራት እንዲሁም በራሪ ጎማው የህይወት ዘመን እና መበላሸት ይወሰናል። የዝንብ መንኮራኩሮች የጥገና ዋጋ እስከ 200 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል፣ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው።

አንዳንድ የበረራ ጎማ ፕሮጀክቶች ምሳሌዎች ምንድናቸው?

በሙከራ እና በፕሮቶታይፕ ደረጃ ላይ ስላሉ በአለም ዙሪያ ጥቂት የዝንብ ዊል ፕሮጄክቶች ምሳሌዎች አሉ ለምሳሌ፡-

• በኒውዮርክ፣ ዩኤስኤ የሚገኘው የቢኮን ፓወር ፕሮጀክት፣ የካርቦን ፋይበር ፍላይ ዊል እንደ ማጠራቀሚያነት የተጠቀመው እና 20 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 5MWh የኃይል አቅም ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 85% ነበር። ፕሮጀክቱ የበረራ ጎማ ስርዓት ነበር፣ እና በ2011 ተጠናቀቀ።
• በአየርላንድ የሚገኘው የሹንግግራድ ኢነርጂ ፕሮጀክት የብረት ዝንብ ጎማን እንደ ማጠራቀሚያ ይጠቀም የነበረው እና 20MW ሃይል ያለው፣ 10MWh የኃይል አቅም ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 90% ነበር። ፕሮጀክቱ የበረራ ጎማ ስርዓት ነበር, እና በ 2017 ተጠናቀቀ.
• በስዊዘርላንድ የሚገኘው የኤቢቢ ፕሮጀክት፣ የሴራሚክ ፍላይ ዊል እንደ ማጠራቀሚያ ይጠቀም የነበረው፣ እና 0.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም፣ 0.1 ሜጋ ዋት ሃይል እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 95% ነበር። ፕሮጀክቱ የበረራ ጎማ ስርዓት ነበር፣ እና በ2018 ተጠናቀቀ።

የሙቀት ማጠራቀሚያ

የሙቀት ማጠራቀሚያ የኤሌትሪክ ሃይልን ወደ ሙቀት ሃይል የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ ወደ ኤሌክትሪክ ሃይል የሚቀይር የሙቀት ሃይል ማከማቻ አይነት ነው። የሙቀት ማጠራቀሚያ መሰረታዊ ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል.

• በመሙያ ደረጃው ወቅት የኤሌትሪክ ማሞቂያ እንደ ውሃ፣ ቀልጦ ጨው ወይም የደረጃ ለውጥ ያሉ ቁሳቁሶችን ያሞቃል፣ እና ሃይልን እንደ ምክንያታዊ ወይም ድብቅ ሙቀት ያከማቻል።
• በማፍሰሻ ሂደት ውስጥ ቁሱ ሙቀትን ያስወጣል, ይህም የሙቀት ሞተርን ያንቀሳቅሳል, ለምሳሌ የእንፋሎት ተርባይን, ስተርሊንግ ሞተር ወይም ቴርሞኤሌክትሪክ ጄኔሬተር ኤሌክትሪክ ያመነጫል.

የሙቀት ማከማቻ ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል

እንዴት ነው የሚሰራው?

የሙቀት ማጠራቀሚያ የሚሠራው በሙቀት ጥበቃ መርህ ላይ ነው, ይህም ሙቀት ሊፈጠር ወይም ሊጠፋ እንደማይችል, ነገር ግን ከአንድ ነገር ወደ ሌላ ነገር ብቻ እንደሚተላለፍ ይናገራል. ከዚህ በታች ያለው ንድፍ በሙቀት ማከማቻ ውስጥ ያለውን የሙቀት ልውውጥ እና ኪሳራ ያሳያል።

የሙቀት ማከማቻ የሙቀት ንድፍ

የሙቀት ማከማቻ ቅልጥፍና የሚወሰነው በእቃው ዓይነት እና ጥራት ላይ ነው, ይህም ልዩ ሙቀትን እና የቁሳቁሱን የሟሟ ነጥብ, የሙቀት ሞተርን የሙቀት መጠን እና ግፊት የሚወስነው በቴርሞዳይናሚክ ዑደት እና በኃይል መለዋወጥ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ልዩ ሙቀት እና የማቅለጫ ነጥብ ከፍ ባለ መጠን, እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና ግፊት, የሙቀት ማጠራቀሚያው ውጤታማነት ከፍ ያለ ነው.

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

የሙቀት ማጠራቀሚያ አንዳንድ ጥቅሞች አሉት, ለምሳሌ:

• ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የሙቀት ማጠራቀሚያው የክብ-ጉዞ ውጤታማነት እስከ 90% ሊደርስ ይችላል, ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው.
• ትልቅ የኃይል አቅም, ይህም በእቃው ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. የሙቀት ማከማቻ የኃይል አቅም እንደየቁሱ አይነት እና መጠን እንዲሁም እንደ ልዩ ሙቀት እና የቁሱ መቅለጥ ነጥብ ከመቶ እስከ ሺዎች MWh ሊደርስ ይችላል።
• ረጅም የማከማቻ ጊዜ, ይህም ጉልበት በእቃው ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. የሙቀት ማከማቻው የማከማቻ ጊዜ ከሰዓታት እስከ ቀናት ሊደርስ ይችላል, እንደ ቁሳቁስ አይነት እና ጥራት, እና የእቃው ፍሳሽ እና የሙቀት ኪሳራ ይወሰናል.

• ከፍተኛ ተለዋዋጭነት እና ምላሽ ሰጪነት, ይህም ማለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች ተለዋዋጭ የኤሌክትሪክ ፍላጎት እና አቅርቦትን ለማሟላት የውጤት ኃይልን እና ድግግሞሹን በፍጥነት እና በቀላሉ ማስተካከል ይችላል. የሙቀት ማጠራቀሚያ በፍጥነት ሊጀምር እና ሊቆም ይችላል, እና በሰፊ ጭነት ሁኔታዎች ውስጥ ይሰራል.

ሆኖም የሙቀት ማከማቻ እንዲሁ አንዳንድ ጉዳቶች አሉት ፣ ለምሳሌ-

• ከፍተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋነኝነት የሚገዛው በእቃው ግዢ እና በመትከል እና በሙቀት ሞተር ስርዓት ምክንያት ነው. የሙቀት ማከማቻ ካፒታል ዋጋ በእቃው ዓይነት እና ጥራት እና በእቃው የኃይል እና የኃይል ደረጃዎች ላይ የተመሠረተ ነው። የሙቀት ማከማቻ ካፒታል ዋጋ እስከ 2000 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል፣ይህም ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው።
• ከፍተኛ የጣቢያ ጥገኝነት, ይህም የሙቀት ማከማቻ ስርዓት በአየር ንብረት እና በጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው ጥገኛ እና ገደብ መጠን ነው. በቂ እና የተረጋጋ የሙቀት ምንጭ ለምሳሌ የፀሐይ ፣ የጂኦተርማል ወይም የቆሻሻ ሙቀትን እና ከኃይል ፍርግርግ ጋር መገናኘት ስለሚፈልግ የሙቀት ማከማቻ ቦታ ጥገኛነት ከፍተኛ ነው። የሙቀት ማከማቻ የተፈጥሮ አካባቢን እና የዱር አራዊትን እንደ የአየር ጥራት፣ የውሃ ዑደት እና እፅዋትን ሊጎዳ ይችላል።
• ከፍተኛ የአካባቢ ተጽእኖ, ይህም የሙቀት ማከማቻ ስርዓቱ በአካባቢው ላይ የሚያመጣው ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. የሙቀት ማከማቻው የአካባቢ ተፅእኖ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም የሙቀት ሞተር ስርዓትን ልቀትን እና ጫጫታ ስለሚያካትት ብክለት እና የግሪንሀውስ ተፅእኖ ሊያስከትል ይችላል. የሙቀት ማከማቻው ለደህንነት አደጋ ሊጋለጥ ይችላል, ቁሱ ከተበላሸ ወይም ከተፈሰሰ, ይህም እሳትን እና ማቃጠልን ያስከትላል.

የሙቀት ማከማቻ ፕሮጀክቶች አንዳንድ ምሳሌዎች ምንድናቸው?

በአለም ዙሪያ ብዙ የፍል ማከማቻ ፕሮጄክቶች አሉ፣ እነሱም በመጠን፣ በአይነት እና በንድፍ የሚለያዩ ለምሳሌ፡-

• የቀለጠ ጨው እንደ ቁሳቁስ የሚጠቀመው በስፔን የሚገኘው አንዳሶል የፀሐይ ኃይል ማመንጫ ጣቢያ እና 150 ሜጋ ዋት የኃይል አቅም ፣ 1100 ሜጋ ዋት ኃይል ያለው እና የክብ ጉዞ ቅልጥፍና 80% ነው። ፕሮጀክቱ የቀለጠውን ጨው ለማሞቅ የፀሐይ ሙቀት ሰብሳቢዎችን፣ እና የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት የእንፋሎት ተርባይን ይጠቀማል። ፕሮጀክቱ ከ2008 ዓ.ም.
• በካናዳ የሚገኘው ድሬክ ላንዲንግ ሶላር ኮሚኒቲ ውሃን እንደ ቁሳቁስ የሚጠቀም እና 1.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 52MWh ሃይል ያለው እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 90% ነው። ፕሮጀክቱ ውሃውን ለማሞቅ የፀሐይ ሙቀት ሰብሳቢዎችን፣ እና ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ስተርሊንግ ሞተር ይጠቀማል። ፕሮጀክቱ ከ2007 ዓ.ም.
• በረዶን እንደ ቁሳቁስ የሚጠቀመው በካሊፎርኒያ ዩኤስኤ የሚገኘው አይስ ድብ ፕሮጀክት እና 0.1 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም 0.4MWh እና የዙር ጉዞ ውጤታማነት 95% ነው። ፕሮጀክቱ ውሃውን ለማቀዝቀዝ ኤሌክትሪክ፣ እና ቴርሞኤሌክትሪክ ጄኔሬተር ኤሌክትሪክን ይጠቀማል። ፕሮጀክቱ ከ2010 ዓ.ም.

የሃይድሮጅን ማከማቻ

የሃይድሮጅን ማከማቻ የኬሚካል ሃይል ማከማቻ አይነት ሲሆን ይህም የኤሌትሪክ ሃይልን ወደ ኬሚካላዊ ሃይል የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ መልሶ ወደ ኤሌክትሪክ ሃይል ይለውጠዋል። የሃይድሮጂን ማከማቻ መሰረታዊ ሂደት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል ።

• በኃይል መሙያው ወቅት ኤሌክትሮላይዘር ውሃን ወደ ሃይድሮጂን እና ኦክሲጅን ይከፍላል እና ሃይድሮጅንን እንደ ኬሚካላዊ ኃይል ያከማቻል።
• በማፍሰሻ ጊዜ ሃይድሮጂን በነዳጅ ሴል ወይም በተቃጠለ ሞተር ውስጥ ከኦክሲጅን ጋር ይጣመራል, እና ኤሌክትሪክ እና ውሃ ይፈጥራል.

የሃይድሮጅን ማከማቻ ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል.

እንዴት ነው የሚሰራው?

የሃይድሮጂን ክምችት በኤሌክትሮላይዜስ እና በነዳጅ ሴል ምላሾች መርህ ላይ ይሰራል, እነዚህም የኤሌክትሮኖች በውሃ እና በሃይድሮጅን መካከል ያለውን ሽግግር የሚያካትቱ ኬሚካላዊ ግብረመልሶች ናቸው. ከዚህ በታች ያለው ሥዕላዊ መግለጫ በሃይድሮጂን ማከማቻ ውስጥ ያለውን ኤሌክትሮላይዜሽን እና የነዳጅ ሴሎችን ምላሽ ያሳያል።

የሃይድሮጅን ማከማቻ ምላሽ ዲያግራም

የሃይድሮጅን ማከማቻ ውጤታማነት የሚወሰነው በኤሌክትሮላይዘር እና በነዳጅ ሴል አይነት እና ጥራት ላይ ነው, ይህም የግብረቶቹን ቮልቴጅ, ወቅታዊ እና ኃይልን የሚወስን እና የሃይድሮጅን የሙቀት መጠን እና ግፊት የሃይድሮጅን ማከማቻ እና መጓጓዣ ላይ ተጽእኖ ያሳድራል. . የቮልቴጅ, የአሁን እና የኃይል መጠን ከፍ ባለ መጠን እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን እና ግፊት, የሃይድሮጂን ማከማቻ ውጤታማነት ከፍ ያለ ነው.

ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

የሃይድሮጅን ማከማቻ አንዳንድ ጥቅሞች አሉት, ለምሳሌ:

• ከፍተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግብአት ሃይል ጥምርታ ነው። የሃይድሮጅን ማከማቻ የክብ-ጉዞ ውጤታማነት እስከ 80% ሊደርስ ይችላል, ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው.
• ትልቅ የኃይል አቅም, ይህም በሃይድሮጂን ውስጥ ሊከማች የሚችል የኃይል መጠን ነው. እንደ ሃይድሮጂን ማከማቻ ስርዓት አይነት እና መጠን እንዲሁም እንደ ሃይድሮጅን ግፊት እና የሙቀት መጠን በመወሰን የሃይድሮጅን ማከማቻ የሃይል አቅም ከመቶ እስከ ሺህ MWh ሊደርስ ይችላል።
• ረጅም የማከማቻ ጊዜ, ይህም ሃይል በሃይድሮጂን ውስጥ ሊከማች የሚችልበት ጊዜ ነው. የሃይድሮጂን ማከማቻ የማከማቻ ጊዜ እንደ ሃይድሮጂን ማከማቻ ስርዓት አይነት እና ጥራት እና የሃይድሮጅን መፍሰስ እና ራስን በራስ በማፍሰስ ከሰዓታት እስከ ወራቶች ሊቆይ ይችላል።
• ከፍተኛ የመተጣጠፍ እና ምላሽ ሰጪነት, ይህም ማለት የሃይድሮጂን ማከማቻ ተለዋዋጭ የኤሌክትሪክ ፍላጎት እና አቅርቦትን ለማሟላት የውጤት ሃይሉን እና ድግግሞሹን በፍጥነት እና በቀላሉ ማስተካከል ይችላል. የሃይድሮጅን ማከማቻ በፍጥነት ሊጀምር እና ሊቆም ይችላል, እና በሰፊ ጭነት ሁኔታዎች ውስጥ ይሰራል.

ሆኖም የሃይድሮጂን ማከማቻ እንዲሁ አንዳንድ ጉዳቶች አሉት ፣ ለምሳሌ-

• ከፍተኛ የካፒታል ዋጋ, ይህም በዋነኝነት በኤሌክትሮላይዜር እና በነዳጅ ሴል ሲስተም በመግዛቱ እና በመትከል ምክንያት ነው. የሃይድሮጂን ማከማቻ ካፒታል ዋጋ በኤሌክትሮላይዘር እና በነዳጅ ሴል አይነት እና ጥራት እና በሃይድሮጂን ማከማቻ ስርዓት የኃይል እና የኃይል ደረጃዎች ላይ የተመሠረተ ነው። የሃይድሮጅን ማከማቻ ካፒታል ዋጋ እስከ 4000 ዶላር / ኪ.ወ. በሰአት ሊደርስ ይችላል, ይህም ከሌሎች የኃይል ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂዎች የበለጠ ነው.
• ከፍተኛ የጣቢያ ጥገኝነት, ይህም የሃይድሮጂን ማከማቻ ስርዓት በአየር ንብረት እና በጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው ጥገኛ እና ገደብ መጠን ነው. በቂ እና የተረጋጋ የውሃ እና የኤሌክትሪክ ምንጭ እንደ የፀሐይ ፣ የንፋስ ወይም የውሃ ሃይል እና ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት ስለሚኖር የሃይድሮጂን ማከማቻ ቦታ ጥገኝነት ከፍተኛ ነው ። የሃይድሮጅን ክምችት በተፈጥሮ አካባቢ እና በዱር አራዊት ላይ እንደ የውሃ ዑደት, የአየር ጥራት እና እፅዋትን ሊጎዳ ይችላል.
• ከፍተኛ የአካባቢ ተጽእኖ, ይህም የሃይድሮጂን ማከማቻ ስርዓት በአካባቢው ላይ የሚያመጣው ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. የሃይድሮጅን ማከማቻ አካባቢያዊ ተፅእኖ ከፍተኛ ነው, ምክንያቱም የኤሌክትሮላይዘር ልቀትን እና ጫጫታ እና የነዳጅ ሴል ሲስተም ብክለትን እና የግሪንሀውስ ተፅእኖን ያስከትላል. የሃይድሮጅን ማከማቻም ደህንነትን አደጋ ላይ ሊጥል ይችላል, ሃይድሮጂን ከተበላሸ ወይም ከተፈሰሰ, ይህም እሳት እና ፍንዳታ ሊያስከትል ይችላል.

የሃይድሮጂን ማከማቻ ፕሮጀክቶች አንዳንድ ምሳሌዎች ምንድናቸው?

በዓለም ዙሪያ የሃይድሮጂን ማከማቻ ፕሮጀክቶች ጥቂት ምሳሌዎች አሉ፣ ምክንያቱም አሁንም በሙከራ እና በፕሮቶታይፕ ደረጃ ላይ ናቸው፣ ለምሳሌ፡-

• በዴንማርክ የሚገኘው የሃይባላንስ ፕሮጀክት የፕሮቶን መለዋወጫ ገለፈት ኤሌክትሮላይዘር እና የብረታ ብረት ሃይድሮድ ማከማቻ ስርዓትን የሚጠቀም እና 1.2 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው 4.8 ሜጋ ዋት ሃይል እና የክብ ጉዞ ውጤታማነት 75% ነው። ፕሮጀክቱ ሃይድሮጅን ለማምረት የንፋስ ሃይልን ይጠቀማል, እና የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት የነዳጅ ሴል ይጠቀማል. ፕሮጀክቱ ከ 2017 ጀምሮ ሥራ ላይ ውሏል.
• በእንግሊዝ የሚገኘው የ HyDeploy ፕሮጀክት የአልካላይን ኤሌክትሮላይዘርን እና የጋዝ ፍርግርግ ማከማቻ ስርዓትን የሚጠቀም እና 0.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም፣ 2MWh ሃይል እና የክብ ጉዞ ውጤታማነት 70% ነው። ፕሮጀክቱ ሃይድሮጅን ለማምረት የፀሐይ ኃይልን ይጠቀማል, እና ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ተቀጣጣይ ሞተር ይጠቀማል. ፕሮጀክቱ ከ2019 ጀምሮ ሲሰራ ቆይቷል።
• ጠንካራ ኦክሳይድ ኤሌክትሮላይዘር እና የተጨመቀ የጋዝ ክምችት ስርዓትን የሚጠቀም እና 2.5 ሜጋ ዋት የሃይል አቅም ያለው፣ 10MWh ሃይል የማመንጨት አቅም ያለው እና 80% የጉዞ ውጤታማነት በኖርዌይ የሚገኘው የሄኦሉስ ፕሮጀክት ነው። ፕሮጀክቱ ሃይድሮጅን ለማምረት የንፋስ ሃይልን ይጠቀማል, እና የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት የነዳጅ ሴል ይጠቀማል. ፕሮጀክቱ ከ2020 ጀምሮ ሲሰራ ቆይቷል።

የ CAESን ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ጋር ማወዳደር

ሲኤኢኤስ የሜካኒካል ሃይል ማከማቻ አይነት ነው፣ የኤሌትሪክ ሃይልን ወደ ተጨመቀ አየር የሚቀይር እና አስፈላጊ ሆኖ ሲገኝ ወደ ኤሌክትሪክ ሃይል ይለውጠዋል። CAES በአየር መጨናነቅ እና መስፋፋት ወቅት ሙቀትን በሚይዙበት መንገድ ላይ በመመስረት በሶስት ዓይነቶች ሊከፋፈሉ ይችላሉ, እነሱም, diabatic CAES, adiabatic CAES, እና isothermal CAES. CAES እንዲሁም የተጨመቀውን አየር በሚያከማቹበት መንገድ ማለትም ከመሬት በታች ያሉ ዋሻዎችን፣ ከመሬት በላይ ያሉ ታንኮችን እና የውሃ ውስጥ ፊኛዎችን በሚያከማቹበት መንገድ ላይ በመመስረት የተለያዩ የተጨመቁ የአየር ማከማቻ አማራጮችን መጠቀም ይችላል።

CAES ከሌሎች የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ጋር ሲነጻጸር አንዳንድ ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሉት፡-

• CAES መካከለኛ የዙር ጉዞ ቅልጥፍና አለው፣ ይህም የውጤት ሃይል እና የግቤት ሃይል ጥምርታ ነው። እንደ CAES አይነት እና እንደ የታመቀ የአየር ማከማቻ አማራጭ የ CAES የድጋሚ ጉዞ ውጤታማነት ከ40% ወደ 100% ሊደርስ ይችላል። CAES ከባትሪዎች፣ ከዝንቦች፣ ከሙቀት ማከማቻ እና ከሃይድሮጂን ማከማቻ ያነሰ ቅልጥፍና አለው፣ ነገር ግን ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ የበለጠ ቅልጥፍና አለው።

• CAES ትልቅ የኢነርጂ አቅም ያለው ሲሆን ይህም በተጨመቀ አየር ውስጥ የሚከማች የኃይል መጠን ነው. እንደ የሲኤኢኤስ ስርዓት አይነት እና መጠን እንዲሁም እንደ የታመቀ አየር ግፊት እና የሙቀት መጠን ላይ በመመስረት የ CAES የኃይል አቅም ከመቶ እስከ ሺዎች MWh ሊደርስ ይችላል። CAES ከባትሪ እና ከዝንብ መንኮራኩሮች የበለጠ አቅም አለው፣ ነገር ግን ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ፣ የሙቀት ማከማቻ እና የሃይድሮጂን ማከማቻ ያነሰ አቅም አለው።
• CAES ረጅም የማከማቻ ጊዜ አለው, ይህም ኃይል በተጨመቀ አየር ውስጥ የሚከማችበት ጊዜ ነው. የ CAES የማከማቻ ጊዜ እንደ የሲኤኢኤስ ስርዓት አይነት እና ጥራት እና የተጨመቀው አየር መፍሰስ እና የሙቀት መጥፋት ከሰዓታት እስከ ቀናት ሊደርስ ይችላል። CAES ከባትሪዎች እና ከዝንብ መሽከርከሪያዎች የበለጠ ረጅም ጊዜ አለው፣ ነገር ግን ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ፣ የሙቀት ማከማቻ እና የሃይድሮጂን ማከማቻ አጭር ጊዜ አለው።
• CAES ዝቅተኛ የአካባቢ ተፅእኖ አለው, ይህም የ CAES ስርዓት በአካባቢው ላይ የሚያደርሰውን ብጥብጥ እና ጉዳት መጠን ነው. አየርን እንደ የስራ ፈሳሽ ስለሚጠቀም የ CAES የአካባቢ ተጽእኖ አነስተኛ ነው, ይህም ብዙ እና ምንም ጉዳት የሌለው, እና ምንም አይነት የሙቀት አማቂ ጋዞችን ወይም ብክለትን አያመነጭም. CAES እንደ ንፋስ ወይም የፀሐይ ኃይል ያሉ ታዳሽ የኃይል ምንጮች አየሩን ለመጭመቅ እና ለማስፋት ሊጠቀም ይችላል። CAES ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ፣ ባትሪዎች እና ሃይድሮጂን ማከማቻ ያነሰ ተፅዕኖ አለው፣ ነገር ግን ከዝንብ መንኮራኩሮች እና የሙቀት ማከማቻ የበለጠ ተጽዕኖ አለው።
• CAES መካከለኛ የካፒታል ወጪ አለው፣ ይህም በዋናነት የኮምፕረርተሩን እና የተርባይን ሲስተም በመግዛትና በመትከል ነው። የ CAES ካፒታል ዋጋ በሲኤኢኤስ ስርዓት አይነት እና ጥራት እና በCAES ስርዓት የኃይል እና የኢነርጂ ደረጃዎች ላይ የተመሰረተ ነው. እንደ CAES አይነት እና እንደ የታመቀ የአየር ማከማቻ አማራጭ ላይ በመመስረት የ CAES ካፒታል ዋጋ ከ500 እስከ 1000 ዶላር በሰአት ሊደርስ ይችላል። CAES ከባትሪዎች፣ ከሙቀት ማከማቻ እና ከሃይድሮጂን ማከማቻ ያነሰ ዋጋ አለው፣ ነገር ግን ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ እና የበረራ ጎማዎች የበለጠ ዋጋ አለው።
• CAES መካከለኛ የጣቢያ ጥገኝነት ያለው ሲሆን ይህም የ CAES ስርዓት በጂኦሎጂካል እና ጂኦግራፊያዊ ሁኔታዎች ላይ ያለው የጥገኝነት እና ገደብ መጠን ነው. የ CAES የጣቢያ ጥገኝነት መካከለኛ ነው, ምክንያቱም ተስማሚ ቦታ ስለሚፈልግ, በቂ እና የተረጋጋ የኤሌክትሪክ ምንጭ, እንደ ንፋስ ወይም የፀሐይ ኃይል እና ከኃይል ፍርግርግ ጋር ግንኙነት አለ. CAES የተለያዩ የተጨመቁ የአየር ማከማቻ አማራጮችን መጠቀም ይችላል፣ ይህም እንደየአካባቢው ብዙ ወይም ያነሰ ሊገኝ እና ሊደረስበት ይችላል። CAES ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ እና የሙቀት ማጠራቀሚያ ያነሰ ጥገኝነት አለው, ነገር ግን ከባትሪ, የበረራ ጎማዎች እና ሃይድሮጂን ማከማቻ የበለጠ ጥገኛ ነው.
• CAES መካከለኛ የደህንነት ስጋት አለው፣ ይህም የ CAES ስርዓት በCAES አሰራር እና ጥገና ላይ የሚያመጣው የአደጋ መጠን እና እርግጠኛ አለመሆን ነው። የአየር መጨናነቅ እና መስፋፋትን ስለሚያካትት የ CAES ደህንነት አደጋ መካከለኛ ነው, ይህም የግፊት እና የሙቀት መጠን መለዋወጥ እና የአየር ማከማቸት, መፍሰስ እና መሰባበርን ያስከትላል. CAES የተለያዩ የተጨመቁ የአየር ማከማቻ አማራጮችን ሊጠቀም ይችላል፣ ይህም እንደ ምርጫው የተለያዩ የደህንነት ጉዳዮች ሊኖሩት ይችላል። CAES ከባትሪ እና ሃይድሮጂን ማከማቻ ያነሰ አደጋ አለው፣ ነገር ግን ከፓምፕ የውሃ ማጠራቀሚያ፣ የበረራ ጎማዎች እና የሙቀት ማከማቻ የበለጠ አደጋ አለው።

መደምደሚያ

በማጠቃለያው CAES ተስፋ ሰጭ እና ሁለገብ የሃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ ሲሆን ይህም ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይል ማከማቸት እና ለረጅም ጊዜ ሊለቅ የሚችል ዝቅተኛ የአካባቢ ተፅእኖ እና መካከለኛ የካፒታል ወጪ ነው። CAES እንዲሁም የተለያዩ አፕሊኬሽኖችን እና ሁኔታዎችን የሚያሟላ የተለያዩ አይነቶችን እና አማራጮችን መጠቀም ይችላል። ሆኖም፣ CAES እንደ ዝቅተኛ የጉዞ ቅልጥፍና፣ የመካከለኛው ጣቢያ ጥገኝነት እና መካከለኛ የደህንነት ስጋት ያሉ አንዳንድ ተግዳሮቶች እና ገደቦችም ይጋፈጣሉ። ስለዚህ, CAES ተጨማሪ ምርምር እና ልማት ያስፈልገዋል, አፈፃፀሙን እና አስተማማኝነትን ለማሻሻል እና ወጪውን እና አደጋን ይቀንሳል. CAES ከሌሎች የኢነርጂ ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ጋር በመቀናጀት እና በመተባበር የበለጠ ቀልጣፋ እና ቀጣይነት ያለው የኢነርጂ ስርዓትን ለማምጣት ሊጠቅም ይችላል።