Создана высокоэффективная система хранения энергии для СЭС

Существующие системы аккумулирования тепловой энергии основаны на материалах, которые требуют большого их количества при высокой стоимости для удовлетворения требований к хранению энергии. Теперь исследователи из Argonne National Laboratory (США) разработали недорогую систему хранения тепловой энергии, которая будет значительно меньше и функционировать более чем в 20 раз быстрее, чем используемые в настоящее время системы.

Хранение энергии играет огромную роль при использовании солнечной энергии, которое иначе страдает от наличия облачности и наступления темноты. В последние несколько лет солнечные электростанции начали производить дополнительную электроэнергию в ночное время и в пиковые периоды спроса с помощью сохраненной тепловой энергии, которая приводит в движение паровую турбину.

Исследователи из Argonne National Laboratory создают опытно-промышленный прототип с разработанной высокоэффективной системой хранения тепловой энергии для последующих испытаний.

Разработанная система накопления энергии основана на «фазовом переходе» материала, который плавится при сохранении тепловой энергии, а высвобождая энергию, он переходит в твердое состояние - подобно циклу заряда-разряда в батарее.

Недорогие соли, такие как каменная соль (хлорид натрия), могут быть использованы в качестве материалов со сменой фаз, но их применение в существующих системах аккумулирования тепла ограничено из-за их плохой теплопроводности.

В системе, разработанной Argonne National Laboratory, теплопроводность этих солей резко улучшается путем их интеграции с графитовой пеной, теплопроводность которой высока. Такое сочетание уменьшает общее количество материала, необходимого для создания системы, а также ее стоимость, делая передачу тепловой энергии значительно более эффективной и обеспечивая от 8 до 12 часов хранения энергии – длительность типичной ночи.

Пористая графитовая пена улавливает соль в поры, способствуя быстрому таянию и замораживанию. Команда продемонстрировала, что такое быстрое изменение фазы держится в течение долгого времени. После тестирования первоначального прототипа размером с блендер, размер создающегося прототипа увеличен в 50 раз.

Хотя и по-прежнему меньше, чем полномасштабная система электростанции, но опытный прототип будет тестироваться осенью этого года и такая система сможет в дальнейшем использоваться для обеспечения резервного питания или хранения отработанного тепла от другого источника энергии. Прототип будет использован для оценки эффективности и планирования конструкции полномасштабной системы.

Полномасштабная конструкция для удовлетворения потребностей нынешних электростанций на паровых турбинах, как ожидается, будет работать при температуре примерно от 450 до 600 градусов Цельсия с использованием хлорида магния в качестве аккумулирующего материала. Для использования с передовыми турбинами на двуокиси углерода, которые более эффективны, чем паровые турбины, но работают при более высокой температуре, выше 700 градусов по Цельсию - такая же конструкция системы хранения тепловой энергии может быть использована с хлоридом натрия.