resumÉ: energilager · 1 resumÉ: energilager til eic til eksternt brug. vedr. resumé af...
TRANSCRIPT
1
RESUMÉ: ENERGILAGER
Til EIC til eksternt brug.
Vedr. Resumé af slutrapportering.
Søren O. Lind, 14-05-2020
INDLEDNING: 2
BILLEDER FRA PROJEKTET: 3
KONKLUSION 7
2
Indledning:
Energiproduktionen fra kraftværker har klassisk set været koblet til markedsbehovet. I takt med
behovet, blev der skruet op eller ned for produktionen. Med introduktion af alternative energikilder
såsom sol og vind, blev der introduceret energikilder på el nettet, hvor energiproduktionen er afkoblet
fra behovet. Så længe energiproduktionen fra disse alternative energikilder er begrænset giver dette
ikke problemer, da eksisterende kraftværker stadig vil kunne kompensere for
produktionsfluktuationerne. Men med den senere tids øgede miljøfokus, og den heraf kraftigt øgede
energikapacitet fra alternative energikilder, er der opstået et behov for også med disse energikilder at
kunne koble energi behov med energi produktion. En måde at gøre det på er at lægge energi på lager
når produktionen fra alternative energikilder overstiger behovet, og tappe det fra lageret igen når
situationen er omvendt. Med andre ord introduktion af et batteri i el systemet.
Og det er netop et batteri der er blevet testet i de forsøgskørsler der er foretaget på DTU campus
Risø. Ikke af den kemiske -, men af den termiske type. Elektrisk energi bliver benyttet til at opvarme
luft under tryk, og energien bliver efterfølgende afsat i sten i et isoleret lager. I et fuldt funktionsdygtigt
system, kan varmen i stenene igen blive afsat i luft, som efterfølgende bliver diffunderet henover
skovlhjulene i en gasturbine som er koblet til en generator. På denne måde vil den termiske energi
igen blive omsat til elektricitet.
Den forsøgsrække der er foretaget på DTU, har haft fokus rettet udelukkende på det termiske
energilager. Et nedskaleret energilager er blevet designet og bygget, og formålet har været at
verificere nøglestørrelser som trykfald og temperaturgradienter under drift af anlægget. Dette notat
indeholder billeder og konklusioner fra projektet. Yderligere er der lavet rapport til arbejdsgruppen og
SST blevet forsynet med måledata fra forsøgene til validering af deres model.
Arbejdsgruppen bestod af:
• SST (Stiesdal Storage Technology)
• FRECON
• Welcon
• DTU Wind
Projektet er blevet faciliteret af:
EIC
Projektet som helhed er blevet støttet af:
De specifikke forsøg vedrørende stål og grus som lagringsmedie er blevet støttet af:
3
Billeder fra projektet:
Figur 1: Samlingstegning af energilager.
Figur 2: Fræsning af pak flader under fabrikation af energilager.
4
Figur 3: Indre cylinder (liner) af rustfri stål, med plads til ca. 200 kg granit skæver.
5
Figur 4. Komplet forsøgsopstilling. Rørføring mellem udgang på luftvarmer og indgang til
energilager er markeret.
Figur 5. Forsøgsopstillingen er designet til enkeltmands håndtering ved udskiftning af sten.
Energilager.
Luftvarmer.
Målesystem.
Målesystem.
6
Figur 6. Energilager åbnet ved fyldning af kammer inden målekampagne.
Figur 7. Målekampagne med online monitorering.
7
Konklusion
Der var fra starten af projektet fokus på 2 forhold der skulle undersøges – tryktabet og
temperaturgradienten. De 2 emner er ikke afkoblet fra hinanden, idet reduktion af kornstørrelse på den
ene side giver en større temperaturgradient, men på den anden side øger tryktabet i energilageret.
Det er dog muligt at dele konklusionen op i 2 hovedafsnit omhandlende hver af emnerne, da den type
af medie der i sidste ende vil anvendes i et full scale energilager, vil blive udvalgt på baggrund af en
LCOE beregning. Og her skal både indkøb, konstruktion, infrastruktur, serviceudgifter og
driftsindtægter indgå i beregningerne. Det er et emne der under alle omstændigheder ligger uden for
de undersøgelser, der er behandlet i dette projekt.
Tryktab:
De tryktab der er fundet under forsøgene var markant mindre en tidligere udførte beregninger. Det er
positivt, da et mindre tryktab giver højere virkningsgrad.
Ligeledes blev der foretaget udvidede forsøg for at finde en sammenhæng mellem flow hastighed og
tryktab i energilageret.
Temperaturgradient:
Det blev eftervist at det var muligt at optimere temperaturgradienten ved at reducere størrelsen på
stenene for grå granit. Omkostningen var et større tryktab. Dette var som forventet, og nu ligger der
forsøgsdata til at understøtte dette, samt størrelser på de fundne forskelle.
Ligeledes blev der set på andre materialer end granit, og den største temperaturgradient blev fundet
ved kørsel med stål grit, hvor det dog skal bemærkes at tryktabet var markant højere end ved kørsel
med selv den mindste type grå granit.
En enkelt af de forsøg som projektet blev udvidet med undervejs, vil dog kræve yderligere
undersøgelser inden der kan konkluderes. Der er ikke fundet svar på hvorfor temperaturgradienten er
større, når flowretningen ændres, og energilageret fødes fra bunden.
Der blev i projektet ikke fundet forhold som er problematiske i forhold til yderligere modning af
teknologien.