Hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt bằng cách làm nóng hoặc làm mát đá bằng không khí, mang lại giải pháp tiết kiệm chi phí cho điện sạch – hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng xanh.
%2F2023%2F10%2F26%2Fimage%2Fjpeg%2FhI4nbxsj9j02O2Bs35U71CnO0VSmVKuUwSwBdJiv.jpg&w=3840&q=75)
Walter Gerstle, người đồng sáng lập CSolPower LLC, đang hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia để phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt của công ty mình và chuẩn bị sẵn sàng cho mục đích thương mại.
Mặc dù năng lượng mặt trời, gió và thủy điện là những hệ thống năng lượng tái tạo được công nhận rộng rãi nhưng các nhà khoa học vẫn đang tích cực khám phá các phương pháp cải tiến để lưu trữ bền vững các dạng năng lượng này.
Gần đây, một nhóm kỹ sư từ Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia và CSolPower LLC có trụ sở tại New Mexico đang hợp tác trong một dự án nhằm phát triển một phương pháp lưu trữ năng lượng hợp lý từ các nguồn tái tạo.
Tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào đá
Tuyên bố của các kỹ sư cho biết nhóm đang nghiên cứu tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió và quang điện vào hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt tích điện sử dụng đá làm phương tiện.
Tuyên bố nói thêm rằng mục tiêu chính của quan hệ đối tác là chuyển đổi sang năng lượng gió và năng lượng mặt trời không carbon để sản xuất điện.
Nhóm bao gồm các kỹ sư như Luke McLaughlin – một kỹ sư cơ khí; Nathan Schroeder từ Sandia; và Walter Gerstle, người đồng sáng lập CSolPower vào năm 2019.
McLaughlin, người nghiên cứu về lưu trữ năng lượng nhiệt, cho biết: “Bạn cần có nguồn lưu trữ năng lượng và nguồn điện có thể điều phối được khi không có năng lượng tái tạo hoặc khi nhu cầu từ lưới điện tăng đột biến”.
Kỹ sư lưu ý rằng các nhà khoa học đang kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió và mặt trời với một hệ thống lưu trữ đặc biệt như một phần của dự án này.
“Mục tiêu của chúng tôi là phát triển công nghệ và đưa nó đến nơi mà bạn có thể sử dụng các nguồn năng lượng gió và quang điện để sạc hệ thống.”
Giải pháp hiệu quả
Giải pháp tiết kiệm chi phí này có thể góp phần đáng kể vào quá trình chuyển đổi sang sản xuất điện sạch và xanh.
Công nghệ này có tiềm năng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cung cấp năng lượng trong thời gian có nhu cầu cao hoặc khi không có nguồn tái tạo.
Theo Schroeder, thiết lập này bao gồm những tảng đá được đặt trong một thùng chứa có thể được làm nóng hoặc làm mát bằng không khí để lưu trữ năng lượng nhiệt.
Ông nói: “Chúng tôi đã biết rằng sỏi từ các công ty cảnh quan có thể được sử dụng thành công cho hệ thống mà không cần phải rửa hoặc chuẩn bị kỹ lưỡng”.
Theo Schroeder, các kỹ sư đã tạo ra một giàn thử nghiệm nhỏ gọn công suất 100 kilowatt giờ một cách hiệu quả để đánh giá nền đá hoạt động tốt như thế nào tại Cơ sở Thử nghiệm Nhiệt Mặt trời Quốc gia.
Việc lắp đặt các tấm quang điện đang được tiến hành và các sửa đổi đã được thực hiện để thể hiện khả năng sạc của giường bằng cách sử dụng nguồn năng lượng không liên tục.
Walter Gerstle, người đồng sáng lập CSolPower ở Albuquerque vào năm 2019, đã tuyên bố:
“Một trong những lợi thế của việc lưu trữ năng lượng nhiệt trong đá là nó có thể được xây dựng ở bất cứ đâu. Nó có thể được thương mại hóa và không cần phải có giấy phép rộng rãi. Chúng tôi tin rằng nó có thể được thực hiện nhanh chóng và tiết kiệm hơn các phương pháp khác.”
Lưu trữ năng lượng lâu dài
Đề cập đến việc giảm chi phí, tuyên bố cho biết công nghệ của CSolPower ưu tiên lưu trữ năng lượng trong thời gian dài. Điều này ngụ ý rằng hệ thống có thể cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng từ hàng giờ đến hàng tháng.
Trong giai đoạn thử nghiệm, giường được làm nóng bằng không khí đến nhiệt độ vượt quá 500 độ C hoặc 900 độ F và hệ thống duy trì nhiệt độ này trong thời gian lên tới 20 giờ.
Schroeder cho biết việc giảm chi phí của hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt này hay các hệ thống lưu trữ năng lượng nói chung sẽ làm tăng tiềm năng triển khai các hệ thống này trong công nghiệp và làm tăng khả năng sử dụng năng lượng tái tạo.
Ông nói thêm: “Chúng tôi đã sạc và xả thành công hệ thống và cho đến nay, hiệu suất của hệ thống phù hợp với dự đoán và mô hình của chúng tôi”.
Gerstle giải thích rằng một phương pháp thực tế liên quan đến việc lưu trữ lượng điện dư thừa được tạo ra vào ban ngày dưới dạng nhiệt, sử dụng nó để làm ấm nước và sưởi ấm nhà cửa vào ban đêm. Đây là minh họa cho ứng dụng quy mô nhỏ của phương án lưu trữ.
Giai đoạn thử nghiệm nguyên mẫu công nghệ sẽ kéo dài đến tháng 6 năm 2024.
