Alman enerji devriminde enerji depolama deneyiminden bahsediyoruz
Yenilenebilir enerji Almanya'daki en önemli elektrik kaynağıdır Almanya'nın EEG Yasası yenilenebilir enerjinin payını artırmak için doğmuştur. 2019 yılı başı itibarıyla Almanya'da yenilenebilir enerji oranı% 38'e ulaştı.EEG Yasası'nın gerekliliklerine göre yenilenebilir enerji oranı 2025 yılına kadar% 40-% 45'e ulaşacak.
(Şekildeki yeşil kısım, yenilenebilir enerjinin oranıdır)
Sağdaki şekilden rüzgar enerjisinin% 16,3, hidroelektrik enerjinin% 3,1, biyokütle gücünün% 6,9 ve güneş enerjisinin sırasıyla% 6,9 ve% 6,1 olduğu görülmektedir. Rüzgar enerjisi ve güneş enerjisi% 22,4'ü oluşturdu. İşte sorun şu: Hem rüzgar enerjisi hem de güneş enerjisi, gökyüzüne bağlı olan ve güçlü istikrarsızlığı olan enerji kaynaklarıdır. Yenilenebilir enerjinin genişlemesiyle bu istikrarsızlık giderek genişleyecektir. Elektrik şebekesinin veya enerjinin istikrar ve güvenliğinin nasıl sağlanacağı, Alman enerji devriminin önemli bir hedefi haline geldi. Bu sorunu çözmenin etkili yollarından biri enerji depolama teknolojisidir.
Almanya'da enerji depolamaya yönelik mevcut teknik önlemler nelerdir? Esas olarak aşağıdaki gibidir:
1. Fotovoltaik pil enerji depolama (aküye güç), yani ev tipi fotovoltaik güç üretim sistemi lityum pil enerji depolaması ile donatılmıştır. Almanya'da elektrik fiyatlarının artması ve pil fiyatlarının düşmesiyle birlikte, giderek daha fazla kullanıcı enerji depolama cihazı olarak lityum pilleri tercih ediyor. Bazı kullanıcılar sıfır elektrik faturasına bile ulaşabilir.
2. Elektrikli otomobil aküsü enerji depolama, teknik ilke araç aküsünü enerji depolama aküsü olarak kullanmaktır. Elektrikli araçların popülaritesi de bu teknolojinin geniş çaplı tanıtımını gerçeğe dönüştürüyor.
3. En klasik pompalı depolama, elektrik fazla olduğunda, elektrik enerjisi su pompası vasıtasıyla potansiyel enerjiye dönüştürülür. Güç yetersiz olduğunda potansiyel enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.
4. Elektrik enerjisini termal enerjiye dönüştüren termal enerji depolaması, örneğin bir termal depolama tankı aracılığıyla, elektrikle ısıtılan sıcak su, ısıtma için depolanır. 2018'de Almanya'da ısıtma ve soğutmadaki yenilenebilir enerji oranı% 14'tü ve bu da termal depolama tanklarını bir enerji depolama aracı olarak çok uygun hale getiriyor. Şu anda Alman araştırmacılar, yenilenebilir enerjinin ürettiği ısının, kazanın yerini alabilecek 400-500 ° C'ye ulaşabilen devasa bir sıvı tuz tankında depolanması için yeni bir konsept önerdiler. Bu sayede mevcut termik santral buhar türbini ekipmanlarının kullanılması ve ardından ısı enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi. Teknoloji, maliyet, ekipman vb. Birçok faktör nedeniyle henüz seri üretime geçilememiştir. Ama ben bu teknik araçlar konusunda çok iyimserim Çin büyük bir sanayi ülkesi Mevcut endüstriyel atık su arıtma teknolojisi, buharlaşma ve kristalizasyon yoluyla yüksek saflıkta tek bileşenli tuz elde etmektir.Bir yandan tehlikeli atıkları hazineye dönüştürürken diğer yandan maliyetleri düşürür.
5. Yenilenebilir enerjiyi hidrojene dönüştüren ve suyun elektrolizinden sonra hidrojen elde eden elektrik-gaza enerji depolama.
Yukarıdaki resim, suyun elektroliziyle hidrojen üretiminin şematik diyagramıdır.
Ülkemiz için lityum pillerin maliyeti nispeten yüksektir ve enerji depolama aracı olarak lityum pilleri tek başına kullanmak gerçekçi değildir.Atık pil geri dönüşümü veya elektrikli araç pil geri dönüşümü kullanmanız farklı bir konudur. Termal enerji depolaması, özellikle yenilenebilir enerji ısıtması için Shanxi'de ısının fiyatı nispeten düşüktür, bu nedenle gerçekçi değildir. Birçok pompalı depolama vakası olmuştur, ancak Shanxi'nin böyle koşulları yoktur. Elektrikten gaza enerji depolama, Shanxi için en uygun önlem olabilir. Almanya'daki hidrojen enerjisi depolama teknolojileri arasında, Brandenburg, Almanya'daki küçük Spremberg kasabasında bulunan Sperenberg Multi-Energie-Kraftwerk Sperenberg projesine çok referans veriliyor. Sistem, rüzgar gücü ve fotoelektriği birleştirmek için gelişmiş enerji yönetimi teknolojisini kullanır.Elektriğin bir kısmı doğrudan şebekeye bağlanabilir ve fazla elektrikten üretilen hidrojen depolanabilir veya yerel gaz boru hattı şebekesine birleştirilebilir. Oldukça spesifik ve yenilikçi ve aynı zamanda Çin'in mevcut enerji yapısının gereklilikleri ile uyumlu.
Sistem esas olarak aşağıdakilerden oluşur:
1.5 MW su elektroliz hidrojen üretim ekipmanı; 2. Fotovoltaik enerji santrali; 3. Rüzgar enerjisi santrali; 4. Gaz santrali; 5. Gaz depolama sistemi; 6. Sistemdeki trafo merkezi ve mevcut orta ve yüksek gerilim trafo merkezi (şebekeye bağlı kullanım için)
Proje, Almanya'nın Brandenburg kentinde küçük bir kasaba olan Spremberg'de 220kV'luk bir güç kaynağına ve şebekeye bağlı elektrik üretimi için uygun koşullar sağlayan 380kV'luk bir güç kaynağına yakındır. Aynı zamanda proje yerel bir doğalgaz boru hattına yakın olup, hidrojen şebeke bağlantısı için de uygun koşullar sağlamaktadır.
Rüzgar çiftlikleri ve fotovoltaik santraller için, her biri yaklaşık 3-4 MW güce sahip olan ve 120.000 haneye yetecek kadar elektrik sağlayabilen 45 rüzgar jeneratörü bulunmaktadır. Elektrik santralinin gücü esas olarak 0-36MW arasında yoğunlaşmıştır ve tepe gücü 120MW'a ulaşabilir. Fotovoltaik santralin kurulu kapasitesi 10 MW'tır.
Elektroliz hidrojen üretim cihazı: Modüler 5MW elektroliz sistemi, 3D elektrotlar kullanarak, gaz-sıvı iki fazlı akış, etkili bir şekilde spot çözeltinin verimliliğini artırıyor. Cihaz, boru hatları aracılığıyla gaz depolama tankına gönderilen hidrojeni üretmek için fazla elektriği kullanabilir.
Gaz boru hattı ve gaz depolama cihazı: Gaz nakil boru hattı aracılığıyla, üretilen hidrojen, belediye ısıtması için gaz şebekesine gönderilebilir. Veya hidrojeni bir gaz depolama cihazı aracılığıyla Thyhof gazla çalışan elektrik santralinde depolayın Gaz depolama tankı, hidrojen için ayrı bir depolama olarak kullanılabilen 480.000 m3 kapasiteye sahiptir.
Gaz türbini ünitesi: Bir yandan, bu ekipman, hidrojene uyarlanmış gaz türbinleri için ilgili araştırma yapabilir; diğer yandan, gaz türbini ünitesi, üretilen hidrojeni absorbe edebilir ve tepe regülasyonunda rol oynayabilir.
Sistemin temel özellikleri şunlardır: 1. Rüzgar / ışık tamamlama - daha temiz enerji 2. Daha düzgün güç çıkışı 3. Daha iyi ekonomik faydalar 4. Elektrik fazlalığından tam olarak yararlanın 5. Nakliye için hidrojen 6. Büyük ölçekli depolama Enerji (Hidrojen yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir) 7. Hidrojen, gazla çalışan enerji santralleri ile elektrik enerjisine dönüştürülebilir.
Multi-Energie-Kraftwerk Sperenberg projesinde iki ana zorluk var, biri kontrol sistemi ve diğeri gaz sistemi. Çeşitli güç kaynaklarının etkin koordinasyonunun nasıl sağlanacağı, güç kullanıcısı tarafındaki yüke esnek bir şekilde nasıl adapte edileceği ve güç kaynağının güvenliğinin nasıl sağlanacağı, kontrol sisteminde son derece yüksek gereksinimleri ortaya koymaktadır. Aynı zamanda hidrojenin depolanması ve gaz türbinlerinin doğal gaz ile hidrojen arasında geçişi de zordur. Shanxi son derece zengin kömür yatağı metan kaynaklarına sahiptir ve gaz santrallerinin kurulu kapasitesi yıldan yıla artmaktadır. Fotovoltaik enerji üretimi için ideal bir ortam olan kuzey Shanxi'de gökyüzü yüksek ve bulutlar hafiftir.Taihang Luliang'ın iki dağının tepesindeki rüzgar santralleri de insanlara hizmet veriyor. Temiz enerji. Pek çok koşul bu projeye benziyor Multi-Energie-Kraftwerk Sperenberg projesinin öğrenebileceğimiz pek çok dersi olduğunu görmek zor değil.
Makale Kaynağı: Çin-Alman İşbirliği Shanxi Bilgi Platformu
Kaynak: TrendForce New Energy Network
Daha fazla finansal bilgi için Tonghuashun Finance WeChat Resmi Hesabını (ths518) takip edin
