Немцы хотят построить в соляных пещерах (бывшее газохранилище) огроменную батарею окислительно-восстановительных аккумуляторов для хранения энергии от ветрогенераторов и солнечных батарей.
Пишут про то, как там до хрена энергии будет запасено. Про стоимость в статье ни гу гу. Вообще, ни электролит (цинк+йод), ни мембрана там дешёвой быть не должны. Посморим, что выйдет. Подозреваю - выйдет опять дорого.
Цитата: basilevs от 23.11.2017 11:43:32Пишут про то, как там до хрена энергии будет запасено. Про стоимость в статье ни гу гу. Вообще, ни электролит (цинк+йод), ни мембрана там дешёвой быть не должны. Посморим, что выйдет. Подозреваю - выйдет опять дорого.
Химические источники тока все окислительно-восстановительные, как первичные, так и вторичные. Ну то ладно, а проект интересен и компоненты гораздо дешевле например, литий-ионных, или редокс-ванадиевых, хотя в соляной пещере , как они за химсоставом-то следить собираются.
Как и другие поточные аккумуляторы, цинк-йодидные вырабатывает энергию закачивая жидкости из внешних резервуаров в реакторную ячейку, где жидкости смешиваются. Внешние емкости у нового аккумулятора PNNL содержат водные электролиты, водные растворы с растворенными химическими веществами, хранящих химическую энергию.
Когда батарея полностью разряжена, обе емкости содержат один и тот же раствор электролита: смесь из положительно заряженных ионов цинка, Zn 2+ , и отрицательно заряженных ионов йодида, I — . Но когда когда аккумулятор заряжен, одна из ёмкостей содержит отрицательный ион, поли-йодид, I 3-. Когда необходимо получить электроэнергию, две жидкости закачивают в центральную ячейку. Внутри ячейки ионы цинка проходят через мембрану и превращаются в металлический цинк на отрицательной стороне ячейки. Этот процесс преобразует энергию, которая химически хранится в электролите в электроэнергию.
Для проверки возможности их новой концепции, исследователи из PNNL создали аккумулятор на лабораторном столе. Они смешивают растворы электролитов, черный цинк-поли-йодидный электролит и прозрачный цинк-йодид, подавая их из двух стеклянных флаконов, как из миниатюрных баков. Шланги соединяли между собой флаконы, насос и небольшую ячейку.
Они положили 12-Вт-ч емкость аккумулятора — сопоставимый около двух iPhone батареи — через ряд испытаний, в том числе определения того, как различные концентрации цинка и йодистого в хранилище энергии электролита влияет. Электрическая мощность измеряется в киловатт-часов; электромобили пользуются около 350 ватт-часов, чтобы проехать одну милю в городе.
Новые возможности
Демонстрационная версия аккумулятора сохранила гораздо больше энергии для своего объема, чем наиболее часто используемые сегодня поточные аккумуляторы: цинк-метиловый и ванадиевые батареи. Цинк-поли-йодидные аккумуляторы PNNL также имели выход энергии около 70%, от показателей литий-ионных и литий-фосфат-железных аккумуляторов.
Лабораторные тесты показали, демонстрационная батарея сохраняет 167 ватт-часов на литр электролита. Для сравнения, поточные цинк-бромидные аккумуляторы генерируют около 70 ватт-часов на литр, ванадиевые аккумуляторы могут создать 15 — 25 ватт-часов на литр, а стандартные литий-фосфат-железные аккумуляторы около 233 ватт-часов на литр. Теоретически, исследователи считают, что их новый аккумулятор может хранить даже до 322 ватт-часов на литр, если растворить ещё больше химических веществ в электролите.
Безопасный и универсальный, но еще не идеальный
Цинк-поли-йодидный аккумулятор PNNL является безопасным, т.к. его электролит не кислота, как у большинство других поточных аккумуляторов. Почти невероятно воспламенение электролита на водной основе, он не требует дорогих материалов, выдерживающих сильное коррозионное воздействие, как в других поточных аккумуляторах.
Еще одним преимуществом аккумуляторов PNNL в том, что они могут работать в экстремальных климатических условиях. Электролит позволяет хорошо работать при температурах от -20 ºС до 50 ºС. Многие батареи имеют гораздо меньшее температурное окно и могут требовать встроенных систем подогрева и охлаждения.
Одна из проблем, с которыми столкнулись исследователи, это нарастание металлического цинка на отрицательном электроде ячейки, делая аккумуляторы менее эффективным. Исследователи уменьшают нарастания, называемые дендритами цинка, путем добавления спирта к раствору электролита.
Управление процессом образования дендритов цинка будет ключевым для широкого внедрения цинк-поли-йодидных аккумуляторов PNNL в реальном мире.
Цитата: Zkvxz от 23.11.2017 15:51:16Химические источники тока все окислительно-восстановительные, как первичные, так и вторичные. Ну то ладно, а проект интересен и компоненты гораздо дешевле например, литий-ионных, или редокс-ванадиевых, хотя в соляной пещере , как они за химсоставом-то следить собираются.
Да, меня соляные пещеры тоже удивили. Я даже поначалу подумал, что они хотят как-то соль этих пещер использовать в аккумуляторе своём, и потому там получится сразу много и дёшево. Ан нет - только место размещения всей этой байды. Возможно, в пещеры они залезли, чтобы не тратиться на сертифицирование безопасности для окружающей среды.
Цитата: basilevs от 23.11.2017 11:43:32Немцы хотят построить в соляных пещерах (бывшее газохранилище) огроменную батарею окислительно-восстановительных аккумуляторов для хранения энергии от ветрогенераторов и солнечных батарей.
Пишут про то, как там до хрена энергии будет запасено. Про стоимость в статье ни гу гу. Вообще, ни электролит (цинк+йод), ни мембрана там дешёвой быть не должны. Посморим, что выйдет. Подозреваю - выйдет опять дорого.
Redox-Flow батарейка без редкоземов и других дорогих материалов. ученые разработали полимерные материалы на замену. стоимость на уровне ГАЭС (для которых нет больше подходящих мест).
проблема в том, что эти каверны используются как газохранилища и в этом качестве приносят фирме стабильный доход. не золотые яйца, но синица.
имхо, можно построить бетонные емкости. на 75 000 домовладений (средний город 300 тыс населения) нужна емкость на 100 тыс. кубов (100х100х10 метров). вполне подъемно.
Цитата: Фёдор144 от 24.11.2017 12:31:24Redox-Flow батарейка без редкоземов и других дорогих материалов. ученые разработали полимерные материалы на замену. стоимость на уровне ГАЭС (для которых нет больше подходящих мест).
проблема в том, что эти каверны используются как газохранилища и в этом качестве приносят фирме стабильный доход. не золотые яйца, но синица.
имхо, можно построить бетонные емкости. на 75 000 домовладений (средний город 300 тыс населения) нужна емкость на 100 тыс. кубов (100х100х10 метров). вполне подъемно.
Зачем вообще в Северной Европе заморачиваться с химией и наземными промышленными аккумулирующими системами с сопутствующей потерей площадей? У вас там есть МОРЕ. Делайте аккумулирующие системы на основании гидростатических подводных систем на больших глубинах. Можно использовать надувающиеся шары, можно использовать ёмкости стационарной формы, в которых вода будет то поступать, то вытесняться давлением, можно заменить газ на какие-нибудь лёгкие жидкости, если проблема будет в потере энергии на тепловых потерях при сжатии газа. По типу аккумулятор будет гравитационным, но общую слабость гравитационных аккумуляторов (низкая энергоёмкость энергоносителя на единицу массы) компенсируется большими глубинами и большими площадями. К примеру, шар диаметром 30 метров на глубине 600 метров теоретически будет способен запасти 23 мегаватта. С учётом оффшорной ветроэнергетики а так же появления безопорных плавающих ветряков, можно создавать аккумуляторы практически любой ёмкости. хоть в сотни терраватт*ч. Правда, инерционное человечество всё равно походу попёрлось по пути химических батарей. (
Цитата: Труффальдино от 29.11.2017 14:05:46К примеру, шар диаметром 30 метров на глубине 600 метров теоретически будет способен запасти 23 мегаватта. С учётом оффшорной ветроэнергетики а так же появления безопорных плавающих ветряков, можно создавать аккумуляторы практически любой ёмкости. хоть в сотни терраватт*ч. Правда, инерционное человечество всё равно походу попёрлось по пути химических батарей.
Море - весьма химически агрессивная среда. Плюс шторма всякие и прочая гадость. Очень неуютное оно, это место. Капитальные затраты в результате зашкаливают.
Цитата: Труффальдино от 29.11.2017 14:05:46Зачем вообще в Северной Европе заморачиваться с химией и наземными промышленными аккумулирующими системами с сопутствующей потерей площадей? У вас там есть МОРЕ. Делайте аккумулирующие системы на основании гидростатических подводных систем на больших глубинах. Можно использовать надувающиеся шары, можно использовать ёмкости стационарной формы, в которых вода будет то поступать, то вытесняться давлением, можно заменить газ на какие-нибудь лёгкие жидкости, если проблема будет в потере энергии на тепловых потерях при сжатии газа. По типу аккумулятор будет гравитационным, но общую слабость гравитационных аккумуляторов (низкая энергоёмкость энергоносителя на единицу массы) компенсируется большими глубинами и большими площадями. К примеру, шар диаметром 30 метров на глубине 600 метров теоретически будет способен запасти 23 мегаватта. С учётом оффшорной ветроэнергетики а так же появления безопорных плавающих ветряков, можно создавать аккумуляторы практически любой ёмкости. хоть в сотни терраватт*ч. Правда, инерционное человечество всё равно походу попёрлось по пути химических батарей. (
окружающие моря - шельфовые. средняя глубина северного моря 95 метров, а прибрежная зона - 50 метров. про балтику вообще молчу. средняа глубина 50 метров, хотя есть и глубокие места до 450 метров.
с жидкостями нужни считать. там проблема, что они не сжимаемые и поскольку там только закон архимеда и разница плотностей не велика по сравнению с газом, то изюма будет не много. может газировка будет лучше?
и транспортную составляющую нужно учитывать. для обеспечения промышленности лучше концентрированная генерация и накопление, а для жилого фонда достаточно и распределенной генерации и накопления. тем более, что крыши и фасады уже есть (это уже о солнечной генерации). синергический эффект на экономии кровельных и отделочных материалов.
Цитата: Фёдор144 от 29.11.2017 16:31:33окружающие моря - шельфовые. средняя глубина северного моря 95 метров, а прибрежная зона - 50 метров. про балтику вообще молчу. средняа глубина 50 метров, хотя есть и глубокие места до 450 метров.
с жидкостями нужни считать. там проблема, что они не сжимаемые и поскольку там только закон архимеда и разница плотностей не велика по сравнению с газом, то изюма будет не много. может газировка будет лучше?
и транспортную составляющую нужно учитывать. для обеспечения промышленности лучше концентрированная генерация и накопление, а для жилого фонда достаточно и распределенной генерации и накопления. тем более, что крыши и фасады уже есть (это уже о солнечной генерации). синергический эффект на экономии кровельных и отделочных материалов.
1) Как раз наиболее глубокие места и можно использовать. Преимущество что Северного, что Балтийского морей ещё и в том, что они достаточно узкие, поэтому глубокие и среднеглубокие места достаточно близко от берегов, до 100 километров, что вполне подъёмно для подводных силовых кабелей - есть немало примеров 500 МВт-ных подводных кабелей большей длины. 2) Что там по глубинам между Данией и Норвегией?) 3) Разница плотностей каких жидкостей невелика?) Если бензин и керосин гринписы могут возбухнуть жоско, то можно использовать спирт, например, при его плотности в 789кг/м3 и плотности морской воды в 1020 кг/м3 получаем дельту в 231 кг/м3. Шар диаметром 30 метров даёт объём порядка 14000 кубометров, или 3,2 миллиона килограмм дельты перекачиваемой массы. это даёт при глубине даже в 400 метров 3,5 МВт*ч запасаемой энергии. Есть правда у жидкостного проблемка, заключающаяся в цене этой самой жидкости, что керосин, что спирт будут стоить в районе доллара за литр, или порядка 14 миллионов долларов только стоимость жидкости, или средняя стоимость запасаемого киловатта в районе 4000 долларов. Притом, что стоимость химических аккумуляторов, если отмести всяческие популяризаторские заявления о 120-140 долларах за кВт*ч, реально находятся где-то в районе 200-400 долларов за кВт*ч. Из плюсов - утечки на хранение минимальны, клапан закрыл и энергия хранится, а так же минимальные тепловые потери, существенно большее число циклов и меньшая требуемая прочность накопителей, чем в случае с воздухом. Есть ещё один существенный минус - требуется резервуар для выкачивания жидкости наверх. Учитывая, что проблему с нагревом воздуха можно частично решить при помощи теплоизоляции (но это решение не годится для сверхдлительного хранения энергии), а так же "бесплатности" воздуха и отсутствия необходимости создания вторичных резервуаров для него, плюс снижения стоимости объектов генерации ВИЭ и актуализации проблемы потерь избытков ВИЭ путь с накачкой воздухом может оказаться предпочтительнее - если вообще будет выбран. Потому что сейчас, повторюсь, общечеловеки стройными шагами движутся в направлении химических аккумуляторов, путём удешевления и увеличения ёмкости, потому как там путь развития очевиден и проинвестирован, в отличие от малоизученных способов аккумуляции.
Цитата: Фёдор144 от 29.11.2017 16:31:33окружающие моря - шельфовые. средняя глубина северного моря 95 метров, а прибрежная зона - 50 метров. про балтику вообще молчу. средняа глубина 50 метров, хотя есть и глубокие места до 450 метров.
Ну вот и появляется вилка - энергия хранится в форме давления... Море мелкое давление низкое, растут накладные(из=за роста количества установок, море глубокое - давление высокое - растет кавпиталка при обустройстве... Да и в ваших с вебдизигнером рассуждениях есть один нбюанс, о котором выт ак скромненько усмалчиваете - сам компрессор воздуха - всеьма между прочим капитлоемкое сооружение когда расходы пойдут на миллионы кубов воздуха (фор инфо компрессор на 2,5 бара избыточных с расходом всего-то 7500 кубов в час с энергопотреблением 400 квт 200 штук зелени - хрен с ним понимаю что на мне наживаются 100 штук, и это далеко не морской воздух), и при этом из-за выделения огромного количества низкопотенциального тепла (охладительной воды или воздуха с теемпературой 45 градусов) при сжатии, весьма малоэффективное...
Цитата
с жидкостями нужни считать. там проблема, что они не сжимаемые и поскольку там только закон архимеда и разница плотностей не велика по сравнению с газом, то изюма будет не много. может газировка будет лучше?
и транспортную составляющую нужно учитывать. для обеспечения промышленности лучше концентрированная генерация и накопление, а для жилого фонда достаточно и распределенной генерации и накопления. тем более, что крыши и фасады уже есть (это уже о солнечной генерации). синергический эффект на экономии кровельных и отделочных материалов.