U SAD-u, a i svijetu danas skoro 99% mogućnosti spremanja energije na razini mreže dolazi iz reverzibilnih hidroeleketrana. Osim što za taj proces trebaju ogromne količine vode, reverzibilne hidroelektrane su trenutno ograničene na planinska i brdovita područja.
Sada bi se prema Jonathan Howesu, Britanskom aeronautičkom inženjeru, mogla pojaviti isplativa alternativa. Howes sa partnerima Jamesom Machnaghtenom i Mark Wagnerom suosnivačima tvrtke Isentropic Ltd trenutačno razvija novu tehnologiju spremanja energije, koju nazivaju pumpno toplinsko spremanje električne energije (PHES), koje sprema električnu energiju kao toplinu i hladnoću. Prema Isentropicu bi PHES trebao biti jeftiniji od reverzibilnih hidroelektrana, te bi se mogao koristiti svugdje u svijetu a usporediv je, te ponegdje i bolji od reverzibilnih hidroelektrana sa efikasnošću od 72 do 80%.
PHES koristi dva velika silosa smrvljenog šljunka koje nazivaju "toplinska pohrana" i "hladna pohrana". Sustav klipova se koristi za pumpanje toplog i hladnog plina argona kroz električni krug. Proces počinje kada se električna energija uvede u sustav čime se pokreću električni klipovi napunjeni plinom argonom. Klipovi ubrzano kompresiraju argon sa 1 bara na 12 bara čime se plin ugrije na 500 stupnjeva celzijusa. Ovaj topli plin onda putuje na vrh toplog silosa koji je napunjen smrvljenim šljunkom.
Gornji dio šljunka se plinom ugrije na 500 stupnjeva celzijusa dok donji dio ostaje na ambijentalnoj temperaturi. Toplinska fronta između ambijentalne i tople zone pri vrhu se pomalo miče prema dolje u ambijentaltnu zonu čime se šljunak grije. Plin se hladi u procesu dok se giba kroz šljunak odozgo prema dolje, ali ostaje na 12 bara. Kada plin izađe kroz dno silosa on pokreće još par klipova koji vraćaju plin na 1 bar čime mu se termperatura spušta na -160 stupnjeva celzijusa u procesu.
U zadnjem dijelu ciklusa, plin odlazi u hladni silos gdje ulazi na dnu. Slično kao i kod toplinskog silosa, efekt hlađenja stvara hladnu toplinsku frontu koja se ovdje pomiče gore prema ambijentalnoj zoni dok plin hladi šljunak. Na vrhu silosa plin je ponovno na ambijentalnoj temperaturi te je ostao na 1 baru. Ovim putem se električne energija sprema kroz temperaturnu razliku u šljunku, a ne kao komprimirani zrak. Dodatno, u cijelom procesu se uopće ne koristi voda.
Cijeli ciklus može biti obrnut kako bi se iskoristila spremljena energija promjenom vremenskog takta klipova, čime sustav radi kao toplinski motor čime se omogućuje električnoj energiji da teče iz sustava. Sa punjena na pražnjenje se sustav može prebaciti u manje od jedne sekunde.
Nezavisna studija od Parsons Brinckerhoffa je izvijestila da PHES košta 30% manje od reverzibilnih hidroelektrana, sa troškom pohrane od 103 dolara po kWh. Trenutačno tehnologija može biti iskorištena za spremanje energije 2.000 kućanstava odjednom. Za takvo spremanje bi sustav morao biti 20 do 40 metara visok. Prvi komercijalni sustav je trenutačno u izgradnji u Farehamu u Engleskoj. Isentropic tvrdi da će sustav postati komercijalno dostupan u pet do šest godina.
www.windwpowerengineering.com
Sada bi se prema Jonathan Howesu, Britanskom aeronautičkom inženjeru, mogla pojaviti isplativa alternativa. Howes sa partnerima Jamesom Machnaghtenom i Mark Wagnerom suosnivačima tvrtke Isentropic Ltd trenutačno razvija novu tehnologiju spremanja energije, koju nazivaju pumpno toplinsko spremanje električne energije (PHES), koje sprema električnu energiju kao toplinu i hladnoću. Prema Isentropicu bi PHES trebao biti jeftiniji od reverzibilnih hidroelektrana, te bi se mogao koristiti svugdje u svijetu a usporediv je, te ponegdje i bolji od reverzibilnih hidroelektrana sa efikasnošću od 72 do 80%.
PHES koristi dva velika silosa smrvljenog šljunka koje nazivaju "toplinska pohrana" i "hladna pohrana". Sustav klipova se koristi za pumpanje toplog i hladnog plina argona kroz električni krug. Proces počinje kada se električna energija uvede u sustav čime se pokreću električni klipovi napunjeni plinom argonom. Klipovi ubrzano kompresiraju argon sa 1 bara na 12 bara čime se plin ugrije na 500 stupnjeva celzijusa. Ovaj topli plin onda putuje na vrh toplog silosa koji je napunjen smrvljenim šljunkom.
Gornji dio šljunka se plinom ugrije na 500 stupnjeva celzijusa dok donji dio ostaje na ambijentalnoj temperaturi. Toplinska fronta između ambijentalne i tople zone pri vrhu se pomalo miče prema dolje u ambijentaltnu zonu čime se šljunak grije. Plin se hladi u procesu dok se giba kroz šljunak odozgo prema dolje, ali ostaje na 12 bara. Kada plin izađe kroz dno silosa on pokreće još par klipova koji vraćaju plin na 1 bar čime mu se termperatura spušta na -160 stupnjeva celzijusa u procesu.
U zadnjem dijelu ciklusa, plin odlazi u hladni silos gdje ulazi na dnu. Slično kao i kod toplinskog silosa, efekt hlađenja stvara hladnu toplinsku frontu koja se ovdje pomiče gore prema ambijentalnoj zoni dok plin hladi šljunak. Na vrhu silosa plin je ponovno na ambijentalnoj temperaturi te je ostao na 1 baru. Ovim putem se električne energija sprema kroz temperaturnu razliku u šljunku, a ne kao komprimirani zrak. Dodatno, u cijelom procesu se uopće ne koristi voda.
Cijeli ciklus može biti obrnut kako bi se iskoristila spremljena energija promjenom vremenskog takta klipova, čime sustav radi kao toplinski motor čime se omogućuje električnoj energiji da teče iz sustava. Sa punjena na pražnjenje se sustav može prebaciti u manje od jedne sekunde.
Nezavisna studija od Parsons Brinckerhoffa je izvijestila da PHES košta 30% manje od reverzibilnih hidroelektrana, sa troškom pohrane od 103 dolara po kWh. Trenutačno tehnologija može biti iskorištena za spremanje energije 2.000 kućanstava odjednom. Za takvo spremanje bi sustav morao biti 20 do 40 metara visok. Prvi komercijalni sustav je trenutačno u izgradnji u Farehamu u Engleskoj. Isentropic tvrdi da će sustav postati komercijalno dostupan u pet do šest godina.
www.windwpowerengineering.com
