Vyanzo vingi vya nishati vinavyoweza kurejeshwa vinapatikana kwenye gridi za umeme za Australia. Australia Kusini, kwa mfano, itapata 40% ya umeme wake kutoka upepo na jua mara moja Shamba la upepo la Snowtown inakamilishwa baadaye mwaka huu.
Lakini ikiwa nishati mbadala ni hatimaye kutawala soko, tutahitaji njia za kuhifadhi nishati ili tuweze kuzitumia saa nzima. Habari njema ni kwamba ni rahisi kuhifadhi nishati. Wote unahitaji ni hifadhi ndogo mbili - moja ya juu, moja chini-na njia ya kusukuma maji kati yao.
Mbinu hii, inayoitwa "hifadhi ya nishati ya maji ya pumped ya mto", inaweza kuwa na hifadhi ya nishati ambako Australia inahitaji kukubaliana tena. Ni bei nafuu, pia.
Jinsi Pumped Hydro Works
Wakati kuna umeme wa ziada, maji hupigwa kupitia bomba au tunnel, kwenye hifadhi ya juu. Nishati baadaye hupatikana kwa kuruhusu maji yirudi tena, kwa njia ya turbine inayowageuza kuwa umeme. Ufanisi wa 90% katika kila mwelekeo inawezekana.
Hifadhi ya pumped ni kwa njia ya kuhifadhiwa kwa nishati sana, inayowakilisha 99% ya jumla. Ulimwenguni kote, hifadhi ya hidrojeni ya pumped inaweza kutoa juu ya Gigawatts 150, hasa kuunganishwa na vituo vya umeme vya umeme kwenye mito.
Katika mfumo wa "mto", maji sawa huzunguka kwenye kitanzi kilichofungwa kati ya hifadhi ya juu na chini, kuondoa uhitaji wa kituo cha kujengwa kwenye mto. Kiasi cha nishati kuhifadhiwa ni sawia kati ya tofauti ya kuinua kati ya hifadhi ya juu na chini (kawaida kati ya 100 na 1000 m), na kiasi cha maji kuhifadhiwa kwenye hifadhi ya juu.
Mifumo ya uhifadhi wa umeme inapaswa kuwa na uwezo wa kutoa pato la nguvu za papo kwa muda wa masaa machache. Hii inashughulikia mabadiliko ya muda mfupi katika matokeo ya upepo na jua, kilele cha mahitaji ya walaji (kama vile majira ya joto ya majira ya joto ya jioni), na mipango isiyopangwa ya miundombinu ya kizazi na maambukizi. Kutumia nishati iliyohifadhiwa pia husaidia kuweka mistari ya nguvu kutoka kwa upepo na vifaa vya jua ambazo hutumiwa kwa muda zaidi.
Kati ya chaguzi zilizopo za hifadhi za umeme, kama vile betri na flywheels, hydro pumped ni kwa gharama nafuu sana. Haina hasara ya kusimama wakati maji yanasubiri kwenye hifadhi, na inaweza kufikia nguvu kamili katika sekunde za 30.
Muda wa Kuondoka Mto
Kuna fursa ndogo kwa Australia kuendeleza nguvu za umeme za mto, kwa sababu ya vikwazo vya mazingira na vingine. Lakini, kuna fursa kubwa za hifadhi ya nishati ya muda mfupi ya mto. Tovuti ya kawaida ingekuwa na jozi ya mabwawa madogo yaliyounganishwa na bomba kupitia maji ambayo yatafanywa kila siku, pamoja na pampu na turbine, nguvu na nguvu za mistari.
Australia ina maelfu ya maeneo bora zaidi katika maeneo ya hilly nje ya hifadhi ya uhifadhi, na tofauti za kawaida za upana wa 750 m. Hawana haja ya kuwa karibu na upepo au shamba la jua.
Uhifadhi wa umeme wa mto usio na mto una faida kadhaa juu ya vifaa vya mto-kawaida:
- Kuna maeneo mengi yenye uwezo zaidi
- Maeneo yanaweza kuchaguliwa ambayo hayaelekani na maadili ya mazingira na mengine
- Hifadhi ya juu inaweza kuwekwa juu ya kilima badala ya bonde, na kuruhusu tofauti ya kuinua iweze kuongezeka
- Hakuna utoaji unahitaji kufanywa kwa mafuriko (kawaida gharama kubwa).
Mfumo unaojumuisha mabwawa ya 10-hekta mbili, kila 30 m kina, na tofauti ya XMUMX m elevation, inaweza kutoa kuhusu megawatts 750 kwa saa tano.
Kati ya 20 na 40 ya mifumo hii itakuwa ya kutosha kwa utulivu wa mfumo wa umeme wa umeme wa Australia wa 100.
Inagharimu kiasi gani?
Kama mabaki ni vidogo (hekta chache tu) ikilinganishwa na mabwawa ya kawaida ya maji, ni sehemu ndogo ya gharama. Wengi wa gharama ni katika vipengele vya nguvu (mabomba, pampu, turbines, transfoma na maambukizi). Makadirio ya awali yanaonyesha kuwa gharama ya mfumo wa mto wa mbali kwenye tovuti nzuri iko karibu na $ 1,000 kwa kilowatt ya uwezo uliowekwa.
Hapa kuna uchunguzi wa kesi ya kufikiri. Kituo cha nguvu cha nishati ya nishati ya nishati ya jua ya 200 kinatoa kiwango cha juu cha nusu ya nguvu zake kwa gridi ya muda halisi, na kuhifadhi vitu vyote vya jioni. Sasa, badala ya kupiga wakati wa jua wakati wa jua, pato la nguvu za jua linatokana na 8am hadi 10pm (kulingana na msimu na kifuniko cha wingu), na pato kubwa la nguvu kwenye gridi ya taifa na pampu kila kuwa megawati ya 90 (baada ya kuruhusu kupoteza ). Hifadhi inaweza kurejeshwa wakati wa usiku kwa kutumia nishati ya upepo ili kufikia kilele cha mahitaji ya asubuhi.
Kutazama kilele: jinsi uhifadhi wa nishati unaweza kufanya nguvu za jua hadi jioni.
Gharama za kusimama pekee ya mfumo wa nguvu za jua na mfumo wa hifadhi ya muda mfupi wa hidrojeni ni $ 2,000 na $ 1,000 kwa kilowatt, kwa mtiririko huo. Baada ya uhasibu wa kupoteza kwa uhifadhi unaozingatia uhifadhi kutoka kwa kushirikiana kwa gharama za transformer na maambukizi kati ya mifumo miwili, na ukweli kwamba kiwango cha hifadhi ya hidrojeni ni nusu ya mfumo wa PV, ambayo inatia gharama ya jumla ya dola za $ 2500 kwa kilowatt .
Kwa maneno mengine, kutumia hifadhi ya hidrojeni ya pumped ili kuondokana na kilele cha pato kutoka kwa kituo cha nguvu cha jua tu inaongeza ziada ya 25 kwa gharama. Hiyo ni nafuu zaidi kuliko kutumia betri.
Location, Location, Location
Tumia wakati fulani na ramani au Google Earth na unaweza kuona maeneo mengi ya uwezo bora, katika mashamba ya kilimo au kwenye njia zilizopo za umeme. Australia ina maelfu ya maeneo ya mgombea katika maeneo mengi zaidi ya wenyeji.
Kwa mfano, Tumut 3 Kituo cha umeme kinacho na uwezo mkubwa wa hifadhi ya hidrojeni ya Australia (1500 megawatts), tofauti ya kuinua ya 151 m, na ziwa kubwa ambazo zinapaswa kukabiliana na mafuriko makubwa. Lakini mfumo mdogo wa mto ungejengwa karibu, unao na tani za 13-hekta mbili na tofauti ya urefu wa 700 m, iliyounganishwa na bomba la km 5 inayovuka njia ya nguvu. Mfumo huu ungehifadhi maji ya kutosha ili kutoa megawati ya 1,500 kwa saa tatu, na ingekuwa na gharama kidogo.
Bomba la kilomita ya 5 kati ya maziwa mawili ya kuhifadhiwa maji ya bomba (bomba la bluu) inaweza kuboresha pato la kituo cha nguvu cha Tumut 3 cha Hydro Hydro, kwa gharama ya kawaida (Google Earth image)
Kuhusu Mwandishi
Andrew Blakers ni Mkurugenzi wa Kituo cha Mipango ya Nishati ya Kudumu na Kituo cha ARC kwa Systems za Nishati ya Solar kwenye Chuo Kikuu cha Taifa cha Australia. Maslahi yake ya utafiti ni sehemu ya mifumo ya nishati ya jua.
Makala hii iliandikwa na Roger Fulton kutoka Jacobs / SKM, ambaye amefanya kazi katika sekta ya umeme tangu 1975 kama mhandisi na meneja wa mradi.
