Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ được phát triển cho hệ thống lưu trữ năng lượng khí nén đoạn nhiệt
1.11.2024
Tác giả: Li Yali, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc
Nguồn: Renewable and Sustainable Energy Reviews (2024). DOI: 10.1016/j.rser.2024.114862
Với nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng tăng trên toàn cầu, việc lưu trữ và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng không liên tục này đã trở thành một thách thức quan trọng. Hệ thống lưu trữ năng lượng khí nén đoạn nhiệt (A-CAES) cung cấp một giải pháp khả thi để ổn định các biến động năng lượng tái tạo. Việc cải thiện hiệu suất của hệ thống là điều cần thiết để có thể áp dụng rộng rãi năng lượng tái tạo.
Phương pháp lưu trữ không khí thể tích không đổi được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống A-CAES truyền thống. Tuy nhiên, phương pháp này có một nhược điểm đáng kể: mật độ lưu trữ không khí thấp, đặc biệt là khi sử dụng các bể chứa nhân tạo. Hạn chế này dẫn đến việc tăng số lượng bể chứa, từ đó làm tăng chi phí vốn.
Trong một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Đánh giá Năng lượng Tái tạo và Bền vững, các nhà nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Phúc Kiến về Cấu trúc Vật chất thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã tăng cường khả năng lưu trữ không khí của các hệ thống A-CAES.
Các nhà nghiên cứu đã giới thiệu một phương pháp điều chỉnh nhiệt độ sáng tạo cho các hệ thống A-CAES. Trong quá trình xả, nước tuần hoàn được sử dụng để thu hồi nhiệt thải từ hệ thống lưu trữ nhiệt và tua bin khí. Vào thời điểm tối ưu, nước nóng được phun dưới áp suất vào bể chứa không khí để tăng nhiệt độ. Một hệ thống phun được sử dụng để tăng cường truyền nhiệt. Nhiệt độ không khí tăng làm giảm mật độ của không khí, giúp giảm lượng không khí còn lại trong bể và cải thiện mật độ lưu trữ không khí hiệu quả.
Hơn nữa, bằng cách phun một thể tích nước nóng cụ thể vào bể, một phần không gian lưu trữ không khí đã được thay thế bằng nước. Sự thay đổi này làm tăng lượng không khí có thể giải phóng. Trong quá trình sạc, nước được xả ra khỏi bể chứa không khí, cho phép thu hồi một phần công việc của máy bơm thông qua tua bin. Kết quả là, mật độ lưu trữ không khí hiệu quả trong bể đã được cải thiện.
Dựa trên phương pháp điều chỉnh nhiệt độ mới, hệ thống đã được sửa đổi đạt hiệu suất khứ hồi là 71,71%, tương đương với hệ thống A-CAES thông thường là 71,41%. Tuy nhiên, mật độ lưu trữ không khí hiệu quả của hệ thống đã được sửa đổi là 47,24 kg/m³, tăng 15,08% so với hệ thống A-CAES thông thường là 41,05 kg/m³.
Nghiên cứu này đã đưa ra một giải pháp đầy hứa hẹn để nâng cao hiệu suất lưu trữ không khí của các hệ thống A-CAES.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
