Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
Tìm kiếm
Tìm kiếm
Hình ảnh liên kết
Liên kết webiste trong tỉnh
Liên kết webiste các tỉnh
Lượt truy cập

 

 Nội dung

 
​Không khí có thể là pin tiếp theo của thế giới   09-04-2017
Gió và mặt trời đang trở thành các nguồn năng lượng quan trọng hơn bao giờ hết ở châu Âu. Điều này có nghĩa là chúng ta phải đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng về các cơ sở lưu giữ năng lượng, bởi vì nếu không thể sử dụng năng lượng ngay lập tức khi nó được tạo ra thì cần phải được lưu giữ cho đến khi cần thiết.

Air could be the world's next battery.jpg 
Đây là ý tưởng mà dự án RICAS 2020 sẽ giúp biến thành hiện thực, đó là: năng lượng dư thừa được tạo ra bởi tuabin gió và pin mặt trời sẽ được sử dụng để nén không khí, và lưu trữ trong các hang động trong các nền đá cứng. Khi không khí được nén, nó sẽ nóng lên, và do đó, một kho chứa nhiệt ngầm riêng biệt sẽ dự trữ nhiệt được tạo ra bởi quá trình nén. Khi năng lượng được cần đến thì không khí sẽ được giải phóng thông qua một tuabin khí, tạo ra điện. Không khí nóng được giải phóng qua cửa kho nhiệt trên đường đi ra càng nhiều thì càng có nhiều điện được tạo ra. Ảnh: Giovanni Perillo, SINTEF. Minh hoạ: Knut Gangåssæter, SINTEF

Phương pháp ít tốn kém nhất là sử dụng các hồ chứa thủy điện làm 'pin': tức là tạo ra điện bằng nước đã được lưu trữ khi thiếu điện và sau đó bơm nước trở lại khi có năng lượng tái tạo dư thừa. Tuy nhiên, đây chỉ là một giải pháp khả thi ở các vùng miền núi, như ở Na Uy và một vài quốc gia khác.

Điều gì sẽ xảy ra nếu các nước và các khu vực kém may mắn hơn có thể sử dụng không khí thay vì nước để làm một cách tích trữ năng lượng? Dưới sự bảo trợ của Liên minh châu Âu, các nhà khoa học từ khắp châu Âu đang cố gắng biến khái niệm này thành một viễn cảnh tiềm năng thông qua một dự án nghiên cứu gọi là RICAS 2020. Những người tham gia dự án luôn ghi nhớ những nơi trên thế giới mà có thể sử dụng các hang động bỏ hoang để làm nơi lưu giữ.

Giống như một chiếc bơm xe đạp nóng

Nguyên tắc chung này – đã được áp dụng tại một vài nơi trên thế giới - về cơ bản là sử dụng điện năng dư thừa để nén không khí, sau đó lưu trữ trong một hang động dưới lòng đất. Khi cần phải tạo ra điện, không khí được giải phóng thông qua một tuabin khí tạo ra điện. Các nhà máy hiện tại kiểu này thường được sử dụng để đáp ứng nhu cầu cao, để bổ sung cho các nhà máy điện cổ điển, cung cấp lượng điện cần thiết vào những thời điểm khác nhau trong ngày.

Vật lý của việc lưu trữ năng lượng dưới dạng khí nén là kết quả của một quy luật tự nhiên quen thuộc với những người sử dụng bơm xe đạp, đó là quá trình nén không khí làm nó nóng lên. Bơm xe đạp nén không khí để tăng áp lực của lốp, và khi làm như vậy làm cho máy bơm nóng lên.

Dùng hang động ngầm làm kho chứa nhiệt

Hai kho chứa khí nén lớn nhất trên thế giới là ở Đức và Mỹ. Chúng là những hầm ngầm được tạo ra trong sự hình thành muối. Nhưng các nhà máy này mất một tỷ lệ lớn năng lượng tiềm năng từ không khí nén bởi vì chúng không tích hợp một hệ thống để lưu trữ nhiệt được tạo ra trong giai đoạn nén không khí.

Những người tham gia trong dự án RICAS 2020 có một công thức để giảm những tổn thất này trong các hang động dưới lòng đất trong tương lai. Cốt lõi của công thức là một trạm phụ mà họ tích hợp trong giải pháp của mình.

• Trên đường xuống hang động dưới lòng đất, không khí nén nóng đi qua một hang động riêng rẽ đầy đá nghiền.

• Không khí nóng làm nóng đá, giữ một lượng lớn nhiệt.

• Không khí lạnh được giữ trong hầm chính

• Khi không khí trở lại qua đá nghiền, trên đường đi ra để tạo ra điện, luồng không khí được đá nung nóng lại.

• Không khí nóng sau đó giãn nở qua tuabin tạo ra điện

Rẻ hơn pin

Một thành viên của dự án, Giovanni Perillo đến từ tổ chức nghiên cứu SINTEF ở Na uy giải thích rằng, ước tính rằng công nghệ này có thể nâng cao hiệu quả của hệ thống tới 70-80%. Số liệu tương ứng cho hầu hết các khu vực lưu trữ hiện tại chưa đến 45 đến 55 phần trăm, có nghĩa là năng lượng sản xuất chỉ bằng một nửa năng lượng ban đầu được sử dụng để nén không khí vào hang động.

"Dự án dựa trên niềm tin rằng giải pháp của chúng tôi sẽ cung cấp lưu trữ năng lượng tốt hơn so với pin, nhờ tuổi thọ dài hơn và chi phí vốn thấp hơn cho mỗi kWh năng lượng tích lũy và chúng tôi cũng hy vọng rằng nó có thể được sử dụng cho hầu như bất cứ loại hình thành địa chất nào," Giovanni Perillo cho hay.

Hang động bỏ hoang chính là thứ cần tìm

Theo Perillo, chỉ có một yêu cầu duy nhất đó là lựa chọn địa điểm. Phải có sẵn các không gian trống rỗng lớn vì quá đắt để đào các hang động mới và làm cho chúng an toàn.

Những người tham gia dự án vì thế dự tính rằng các không gian dưới đất bỏ hoang hiện tại có thể được mở lại để chứa khí nén.

Perillo cho biết: "Chúng tôi coi các tuyến đường hầm và mỏ đá không sử dụng là các địa điểm lưu trữ tiềm năng, và Na Uy có rất nhiều những thứ này."

Màng để bịt kín các bức tường hang động

Giovanni Perillo là nhà khoa học về vật liệu. Trong dự án của EU, ông chịu trách nhiệm về các nỗ lực nghiên cứu và phát triển màng niêm phong, cần thiết để bịt kín các kho chứa khí nén.

Các nhà khoa học của SINTEF cũng đóng góp kiến ​​thức chuyên sâu về công nghệ dưới đất, với các tính toán đảm bảo rằng các giải pháp của họ, bao gồm cả vật liệu bịt kín, sẽ có khả năng chịu được áp lực mà chúng sẽ tiếp xúc.

Dự án sẽ dẫn đến một bộ các thông số kỹ thuật và phân tích chi phí chi tiết. Liệu có thiết lập một nhà máy thí điểm hay không sẽ phụ thuộc vào kết quả của những nghiên cứu này.

"Nếu giải pháp của chúng tôi hoạt động tốt, thì các khả năng mới thú vị sẽ xuất hiện, không chỉ đối với việc lưu giữ năng lượng mà còn cho các ứng dụng công nghiệp của khí nén," Perillo cho biết.

Nhiều kế hoạch trước đây bị bỏ rơi

Tiến sĩ Matthias Finkenrath, Giáo sư Kỹ thuật Năng lượng thuộc Đại học Khoa học Ứng dụng Kempten ở Bavaria, đang nghiên cứu việc sử dụng khí nén để lưu trữ năng lượng trong nhiều năm, giữa cảnh quan Alpine ở miền nam nước Đức.

Ông giải thích rằng hiệu quả sử dụng năng lượng kém đã làm giảm sự quan tâm của một vài nhà máy đang hoạt động, và trong suốt 15 năm qua, đã có rất nhiều tiền đầu tư để phát triển các phiên bản khái niệm lưu trữ năng lượng dùng khí nén hiệu quả hơn.

Tuy nhiên, theo giáo sư, sự kết hợp của những thách thức lớn về công nghệ, giá năng lượng thấp và sự không chắc chắn trong thị trường năng lượng đã đóng vai trò như một "kẻ ngáng đường", dẫn đến tất cả các kế hoạch cho các nhà máy thí điểm quy mô lớn bị trì hoãn hoặc bỏ rơi. Vì vậy, giáo sư cực kỳ mãn nguyện khi nhìn thấy dự án EU đạt được mục tiêu.

Tin tưởng việc lưu trữ năng lượng nóng có thể dẫn đến một bước đột phá

"Các kho dự trữ không khí nén theo kiểu mà dự án này nhắm đến, có thể cung cấp chi phí thấp hơn đáng kể và cải thiện đáng kể khả năng lưu trữ so với các loại pin thông thường." Nếu dự án này dẫn đến các nhà máy lưu giữ được cài đặt trong nhiều điều kiện địa chất, thì đây sẽ là một bước tiến quan trọng.

Thanh Vân (ScienceDaily)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
  • Vận động viên tham gia giải cầ...
  • Đại diện Ban tổ chức trao giải...
  • Ông Nguyễn Phú Tình, Giám đốc ...
  • Thanh tra Sở KH&CN đạt giả...
  • Phó giám đốc Sở KH&CN Huỳn...
  • Hình ảnh tặng quà cho hộ nghèo...
  • Thanh tra Sở KH&CN tham gi...
VIDEO CLIP
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)