Haben Sie jemals von einer so erstaunlichen Sache gehört, die in Bezug auf Energie die Kraft bündelt, indem sie Druckluft verwendet, um Strom zu sparen? Druckluftspeicher (CAES) sind nicht nur hervorragend, sondern auch inhaltlich gleich. Einfach ausgedrückt: CAES nimmt überschüssige Wind- oder Solarenergie auf und speichert sie in Form von Druckluft zur späteren Verwendung. Aber was genau macht es? Tatsächlich können Wörter wie zu viel Wind- oder Solarenergie komprimiert werden – mechanisch in genau das, was Arbeit erzeugt und vernichtet (Luftkompressoren) – und so die Intimhöhlen für unterirdische Anlagen eng zusammendrücken. Diese Druckluft wird dann freigesetzt, wenn Energie benötigt wird, um eine Turbine anzutreiben, die Strom erzeugt.
Dies ist der erste Artikel einer fünfteiligen Serie über CAES-Energiespeicherung – er enthüllt ihre Vor- und Nachteile
Die Integration von CAES-Energiespeichern ist sehr vorteilhaft, wenn es darum geht, mehr erneuerbare Energien ins Spiel zu bringen. Wind- und Solarenergie können unregelmäßig verfügbar sein, daher ist CAES eine Methode zur Speicherung erneuerbarer Energie. In Großbritannien gibt es vor allem reichlich Wind mit geringer Kohlenstofferzeugung, aber auch ein großes Speicherpotenzial, das durch die CAES-Technologie in Zeiten freigesetzt wird, in denen kein Strom benötigt wird – traditionell nachts oder am frühen Morgen, wenn er gemäß den offiziellen Anweisungen des NGET genutzt wird. Indem CAES das Problem der unregelmäßigen Versorgung löst, ermöglicht es die Nutzung schwankender Energieprofile.
Dennoch ist es erwähnenswert, dass das CAES-System einige Nachteile hat. Natürlich ist die Speicherung ein großer Teil des Problems bei der Speicherung von Luftenergie in komprimierter Form. Derzeit kann die Technologie nur einen Bruchteil der Energie speichern, sodass sie zwar in diesem sehr eingeschränkten Umfeld vielversprechende Ergebnisse zeigt, aber insgesamt noch nicht „technisch weit genug fortgeschritten“ ist, um großes Energiepotenzial zu speichern. Die Kosten – sowohl für den Bau des Systems als auch für seine Nutzung – sind jedoch höher als bei anderen Energiespeichertechnologien, was die CAES-artige Stromversorgung im Netzmaßstab kostspielig macht.
Eine der größten Herausforderungen für Stromnetze besteht daher in der Steuerung dieser Energiespeicherung, insbesondere zu Zeiten, in denen der Verbrauch am wahrscheinlichsten ist. Hier zeigt sich die Bedeutung der CAES-Technologie. CAES können auch große Mengen Energie speichern und sie bei Bedarf wieder abgeben (weitere Einzelheiten finden Sie im Eintrag zu CAES). Durch die Einführung fortschrittlicher Technologien wie CAES profitiert man nicht nur von einer verbesserten Effizienz, sondern auch von anderen damit verbundenen Schadstoffemissionen in der Umwelt, was zu einer doppelten Lösung für Energie- und Umweltprobleme bei gleichzeitiger wirtschaftlicher Rentabilität führt. Energiespeicher der nächsten Generation können nicht nur dazu beitragen, unser Stromnetz stabil zu halten, sondern auch den Gesamtbedarf an fossilen Brennstoffen reduzieren.
NB: Dies ist eine bemerkenswerte Energiespeichertechnologie, aber nicht die einzige, die eingesetzt wird, um überschüssigen Strom zu bündeln, indem er aus anderen Sektoren bezogen wird; Batterie-Energiespeicherung, z. B. CAES, hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber Batterien. Dies bedeutet beispielsweise, dass ein längerer Lebenszyklus vorliegt, sodass jede andere Batterie alle paar Jahre ausgetauscht werden muss. Wenn überhaupt, können CAES weitaus mehr Strom speichern als Batterien und könnten daher ein überlegenes Backup im Netzmaßstab sein.
Auf der Minusseite steht, dass CAES im Vergleich zu Batterien lange Zeit langsam reagierten (z. B. langsameres Laden und Entladen) – nennen wir es eine Zeitverzögerung zwischen den Geldbeutelschlägen – und in Zeiten mit schnell schwankendem Energiebedarf nicht so gut helfen konnten. Diese Druckluftspeicherung und der neuartige Ansatz des besagten Systems erleiden tatsächlich einen gewissen Formverlust, der LC für alle Kompressions-Dekommersionsanwendungen erzeugt, die in Elektrizität umgewandelt werden. Daher wird die Energiespeichertechnologie für diesen Fall ausgewählt.
Die Welt der CAES-Technologie ist ständig in Bewegung. Es werden Anstrengungen unternommen, um neue Wege zu erkunden, um dieses dreiteilige System zu verbessern. Das in Arbeit befindliche adiabatische CAES macht im Wesentlichen dasselbe, bemüht sich jedoch gezielt, den Wärmeverlust zu minimieren, um die Systemeffizienz zu verbessern. Der neue Ansatz basiert darauf, bereits erwärmte Luft unter Druck zu setzen und in einem stark isolierten Behälter zu speichern, um zu verhindern, dass während der Speicherung Wärme entweicht. In unterirdischen Speichern, die sich meist in Berghängen befinden, wird zunächst Druckluft gespeichert und dann die gespeicherte Druckluft durch eine Hochtemperaturfreisetzung der Kompressionen erhitzt, die Turbinen antreibt, die Strom erzeugen können. Ein weiterer Bereich, in dem sich Forscher um KI und maschinelles Lernen bemühen, um Steuerungssysteme für CAES zu optimieren, was möglicherweise auch die Effizienz der Energiespeicherung um Größenordnungen steigern könnte.
Daher kann der Beitrag der CAES-Technologie, erneuerbaren Energiequellen einen Platz im Netz zu geben und Energiespitzenzeiten zu bewältigen, gewürdigt werden. Obwohl sie heute eher klein und unpraktisch ist, könnte die CAES-Technologie erneuerbare Energien auf internationaler Ebene stärken und den Weg für eine bessere Zukunft ebnen. Wir hoffen, dass junge Leser überall hingehen und jede dieser Erfindungen genauer untersuchen UND beginnen, über unzählige andere Möglichkeiten für eine Zukunft mit gespeicherter Energie nachzudenken ... eine, die gut funktioniert, ohne unsere Mitgeschöpfe oder die Umwelt zu zerstören.
Die Integration von CAES-Energiespeichern bietet viele Vorteile im Zusammenhang mit der Einbindung erneuerbarer Energien. CAES ist eine Möglichkeit, erneuerbare Energie zu speichern, während Wind- und Solarenergie unregelmäßig verfügbar sein können. In Großbritannien gibt es reichlich Wind und kohlenstoffarme Energieerzeugung, aber auch eine hohe Konzentration an Energiespeicherkapazitäten mit CAES-Technologie, die überschüssigen Strom speichern kann, der bei besonders windigem oder sonnigem Wetter erzeugt wird, um ihn in Zeiten geringerer Produktion zu nutzen. Damit ermöglicht CAES die Nutzung schwankender Energieprofile, indem es das Problem der inkonsistenten Versorgung löst.
Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass das CAES-System nicht perfekt ist. Ein großer Teil dieses Problems ist die mangelnde Speicherkapazität für Druckluftenergie. Derzeit ermöglicht die Technologie nur die Speicherung eines kleinen Teils der Energie, was das gesamte Speicherpotenzial begrenzt. Die Kosten – sowohl für die Einrichtung als auch für die Wartung dieses Systems – sind jedoch höher als bei anderen Energiespeichertechnologien, was bedeutet, dass die CAES-basierte Form der Energiespeicherung eine teurere Option ist.
Die Verwaltung der Energiespeicherung stellt eine der größten Herausforderungen für Stromnetze dar, insbesondere bei Spitzenlast. Hier zeigt sich die Bedeutung der CAES-Technologie. Wie wir gesehen haben, ist CAES in der Lage, große Energiemengen zu speichern und bei minimalem Bedarf freizugeben. Der Einsatz innovativer Technologien wie CAES erhöht nicht nur die Effizienz, sondern mindert auch andere mit Schadstoffemissionen verbundene Umweltprobleme, was positive Nebeneffekte für die Umwelt und die Wirtschaft mit sich bringt. Durch Energiespeicher der nächsten Generation können wir nicht nur die Stabilität unseres Stromnetzes aufrechterhalten, sondern auch den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduzieren.
Es handelt sich um eine besonders beeindruckende Energiespeichertechnologie, aber das bedeutet nicht, dass sie als einzige Möglichkeit zur Speicherung von überschüssigem Strom betrachtet werden sollte; Batteriespeicher sind ebenfalls verfügbar und werden weltweit eingesetzt. CAES bieten im Vergleich zu Batterien viele Vorteile. Dies bedeutet beispielsweise eine längere Lebensdauer als Batterien, die alle paar Jahre ausgetauscht werden müssen. Tatsächlich können CAES viel mehr Energie speichern als Batterien, weshalb sie möglicherweise eine bessere Option für die Notstromversorgung im Netzmaßstab sind.
Zu den Nachteilen von CAES gehört jedoch eine Zeitverzögerung im Vergleich zu Batterien. Durch langsameres Laden und Entladen ist es beispielsweise weniger reaktionsfähig in Zeiten mit schnell schwankendem Energiebedarf. Auch die Art und Weise, wie die Luft zur Speicherung komprimiert und dann zur Stromerzeugung wieder komprimiert und dekomprimiert wird, verliert bei jedem Durchlauf dieses Zyklus etwas von ihrer Energie. Folglich hängt die Wahl der Energiespeichertechnologie davon ab, welchen Anwendungsfall sie erfüllen soll.
Die Welt der CAES-Technologie entwickelt sich ständig weiter. Es werden neue Wege untersucht, um diese drei Aspekte des Systems weiter zu verbessern. Adiabatische CAES, die sich auf dem Reißbrett befinden, folgen einem im Wesentlichen gleichen Prozess, reduzieren jedoch den Wärmeverlust massiv, um die Systemeffizienz zu optimieren. Das neuartige Schema basiert auf der Druckbeaufschlagung und Speicherung von Luft in einem hochisolierten Behälter, um den mit der Speicherung verbundenen Wärmeverlust zu minimieren. Das System umfasst das Laden eines Luftspeichers und das Erhitzen der gespeicherten Druckluft mit einer heißen Freigabe von Kompressionen zum Antrieb von Turbinen, die Strom erzeugen. Forscher arbeiten auch an der Nutzung von KI und maschinellem Lernen zur Optimierung von CAES-Steuerungssystemen, was die Effizienz der Energiespeicherung um Größenordnungen steigern könnte.
Somit ist ersichtlich, dass die CAES-Technologie sehr wichtig ist, um erneuerbare Energiequellen ins Netz einzuspeisen und Energiespitzen zu vermeiden. Obwohl sie in ihrem derzeitigen Umfang und ihrer Effizienz relativ begrenzt ist, verspricht die CAES-Technologie, die Energieversorgung durch erneuerbare Energieträger in großem Maßstab zu steigern und unsere zukünftige Landschaft zu erhellen. Wir hoffen, dass junge Leser all diese Technologien näher erkunden und dass unsere zukünftigen Jugendlichen, Weltbürger, beginnen, über vielfältigere Möglichkeiten nachzudenken, wie Energie für ein besseres Universum gespeichert werden kann.
Auf der Energieerzeugungsseite führt die Energiespeicherung eine gemeinsame Frequenzmodulation durch, um die Effizienz des Energieverbrauchs zu steigern und die Leistung zu verbessern. Auf der Stromnetzseite kann die Energiespeicherung die Leistung des Netzes steigern, indem sie Zusatzdienste wie Frequenzspitzenregulierung und dynamische Kapazitätserweiterung für den Übertragungsknoten bereitstellt und Spitzenlasten und Talsperren abdeckt, um die regionale Stromnetzlast zu unterstützen. Auf der Benutzerseite kann die Energiespeicherung an die Speicherung von Energie für Haushalte sowie große Handels- und Industriestandorte, die optische Speicherung und Ladeintegration, virtuelle Stromversorgung und Energiespeicherung in anderen Bereichen des Lebens der Menschen angepasst werden, um den Benutzern dabei zu helfen, die Energiekosten zu senken, Notfallschutz zu bieten und dabei zu helfen, grüne Energie für alle zugänglicher zu machen.
Das globale Projektportfolio von ZNTECH erstreckt sich über Asien, Europa, Afrika, Nordamerika und Südamerika. Dort gibt es vier Produktionsanlagen für Energiespeicher, die über Rumänien, Brasilien, Taiwan, Jiangsu und China verteilt sind, darunter das netzseitige Energiespeicherprojekt von Caes in Brasilien, das zweitgrößte Energiespeicherprojekt in den Niederlanden und ein 4-MWh-Energiespeicherprojekt in Taiwan, China.
ZNTECH ist Spezialist für die Integration von Lithium-Ionen-Speichern. Das Unternehmen bietet einen Komplettservice, der Design, Entwicklung, Integration in Systeme und intelligente Fertigung umfasst. Die Produktpalette umfasst Batterien, Energiespeichergehäuse, Energiespeicher-Strompakete, Energiesysteme für Privathaushalte, industrielle und kommerzielle Energiespeicher sowie Energiespeicher für Versorgungsunternehmen.
Wir verfügen insgesamt über 6 Jahre Erfahrung in der Integration von Energiespeichersystemen und sind mit einer Vielzahl von Energiespeicheranwendungen und Marktanforderungen vertraut. Wir können unseren Kunden spezifische Lösungen anbieten. Die Energiespeicherzertifizierung von caes umfasst die europäische IEC-Zertifizierung, die US-amerikanische UL-Zertifizierung, das chinesische GB-Zertifikat usw. Wir haben auch eine enge Zusammenarbeit mit renommierten Unternehmen in den USA und international aufgebaut, wie Nande SMA Fractal Delta und anderen Unternehmen, um die Technologie für die Energiespeicherung zu entwickeln.
