Компания Augwind, специализирующаяся на подземном хранении сжатого воздуха, стала одним из крупнейших победителей израильского тендера по хранению солнечной энергии, который был завершен в начале января. Израильская компания закупила 166 МВт-ч для пяти солнечных проектов, в результате чего власти предоставили 608,95 МВт фотоэлектрической мощности семи разработчикам по 33 проектам.
«Мы обеспечили 120 МВт и 20 МВт в двух фиксированных 23-летних проектах PPA, представленных израильским разработчиком Solegreen и еще 20 МВт-ч для солнечной электростанции, запланированной французской EDF энергетической компанией», - сказал генеральный директор Augwind Ор Йогев. «Кроме того, 1 МВт-ч и 5 МВт-ч получили израильские компании Yahel и Meyram для приложений за счетчиком в промышленных парках».
В настоящее время Augwind строит проект хранилища в Израиле.
По словам Йогева, Augwind будет строить проекты по фиксированному тарифу 0,1745 шекелей (0,0544 доллара США) за кВтч, что обеспечит их рентабельность и обеспечит лучшую окупаемость инвестиций, чем проекты, основанные на литий-ионных хранилищах. Технология компании по хранению энергии будет приносить регулярные доходы на основе компенсации внепикового и пикового потребления электроэнергии и за счет использования на 40% более эффективного цикла сжатого воздуха.
Сжатый воздух.
По словам Йогева, решение Augwind является экономически эффективным для электрогенераторов с минимальной мощностью 1 МВт, рассчитанных на четыре часа хранения. Оно опирается на технологию стационарного хранения, которая используется в течение многих лет, с акцентом на использование сжатого воздуха для оптимизации эффективности промышленных объектов.
«Сжатый воздух можно использовать для выработки электроэнергии и для общих потребностей в сжатом воздухе на любом производственном предприятии», - сказал Йогев.
Augwind разработал запатентованный метод сжатия воздуха, который «производит сжатый воздух с гораздо более высоким уровнем эффективности, чем стандартные компрессора».
Системы хранения энергии AirBattery уже используются для краткосрочного и сезонного хранения электроэнергии. Эта основная технология уже реализована в системе AirSmart для приложений повышения энергоэффективности в промышленности на более чем 60 объектах в Израиле и за рубежом, включая PepsiCo в Калифорнии.
«Я бы определил основную технологию компании как средство, способствующее как накоплению энергии большой емкости, так и промышленному сжатому воздуху», - сказал Йогев. «Это гибридная система, которая идеально подходит для каждого производства, которое нуждается в чистом, дешевом электроснабжении на основе возобновляемых источников энергии и более эффективном процессе производства сжатого воздуха».
Полимерные резервуары.
Основными компонентами системы хранения Augwind являются надувные полимерные резервуары AirX. Компания передает производство этой запатентованной технологии третьим лицам. Резервуары закрыты стальными рамами, которые создают вокруг них своеобразную клетку.
Полимерный баллон.
«Эти конструкции предназначены для удержания веса грунта, когда полимерные резервуары пусты», - сказал Йогев. «Таким образом, эти резервуары предназначены для поддержания баланса внутреннего и внешнего давления».
Надувные баллоны в клетке помещаются в отверстия на глубину 4 метра. Затем компания заливает резервуары цементом, чтобы заполнить все зазоры, образованные надувными баллонов. После завершения установки резервуаров они не видны, но доступны для технического обслуживания через крышки люков. Как только все затвердеет, полимерные резервуары буквально приклеиваются к стенкам соответствующих клеток. Каждая из этих полостей содержит полимерные резервуары объемом 60 кубических метров, в которых может храниться сжатый воздух под давлением 40 бар.
Система Augwind основана на двух резервуарах сжатия, которые размещены в земле рядом друг с другом, в дополнение к ряду резервуаров для хранения. Длина каждого из резервуаров составляет 13 метров, а ширина - 2,5 метра. Электроэнергия, производимая фотоэлектрическими батареями или ветряными электростанциями, может использоваться для питания стандартных водяных насосов, которые поставляют воду в компрессионные баки. Резервуары герметичны, поэтому содержащийся в них воздух сжимается, а затем перемещается в резервуары для хранения. При запросе на поставку энергии сжатый воздух выпускается из резервуаров для хранения и приводит в действие мощную водяную турбину, которая генерирует электроэнергию.
«Сжатие воздуха под давлением 40 бар с помощью стандартного механического поршня приведет к повышению температуры около 800 ° C, что сделает работу батареи более сложной и менее эффективной. Вместо этого, с помощью нашей технологии, воздух сжимается водой, а вырабатываемое при сжатии тепло рассеивается в самой воде», - пояснил он. «Мы создали процесс, в котором воздух сжимается без выделения тепла, и этот изотермический процесс имеет 100% КПД, так как нет потерь энергии, потребляемой насосом», - объяснил Йогев.
Augwind - первая компания, которая достигла таких изотермических условий в технологии хранения сжатого воздуха. Отвод тепла также возможен благодаря большим полимерным резервуарам, которые используются для хранения сжатого воздуха, а также специальной бетонной смеси, используемой для покрытия подземных резервуаров.
«Применяемый бетон также является запатентованной технологией и способен выравниваться внутри отверстия, заполняя все мелкие трещины и пустоты», - пояснил Йогев. «Смесь не только помогает системе выдерживать внешнее и внутреннее давление, но и обладает термическими свойствами, которые обеспечивают эффективный цикл сжатия».
Цикл зарядки.
Один из двух компрессионных баков используется для хранения воздуха, а второй - для цикла сжатия. Когда первый резервуар заполняется достаточным количеством воды, она перекачивается во второй резервуар. При этом вода рециркулирует туда и обратно, поэтому ее можно использовать повторно в течение неопределенного периода времени, поэтому расход воды минимален.
«Удобство системы состоит в том, что она также производит воду и может забирать воду из воздуха», - сказал Йогев. «В воздухе всегда содержится остаточная влажность, поэтому, когда происходит его сжатие, то всегда выделяется немного воды».
Сжатый воздух затем хранится в близлежащих резервуарах для хранения. Их количество может быть увеличено в зависимости от желаемой емкости хранилища.
Цикл разгрузки.
Вода используется для нагнетания воздуха в процессе зарядки, поскольку при взаимодействии воды и воздуха выделяется минимальное количество тепла. В процессе выпуска сжатый воздух под давлением 40 бар может образовывать струю воды, которая способна подняться на высоту 400 метров. Эта вода закачивается в гидротурбину, которая представляет собой уменьшенную версию турбины, используемую в насосных гидроэлектростанциях, чтобы воспроизводить электричество.
«Сжатый воздух - это энергия, а вода - только среда. Система может производить больше электроэнергии, если приложить большее давление; чем дольше энергия будет находиться под давлением в резервуаре, тем дешевле будет энергия, выработанная из нее», - сказал Йогев.
Когда она соединена с производством энергии PV, вся подземная система может быть покрыта панелями. Это не повлияет на температуру модулей, так как минимальное тепло, вырабатываемое в процессе изотермического сжатия, полностью поглощается бетонной смесью.
Augwind размещает свои системы хранения в непосредственной близости от фотоэлектрических станций. Панели также могут закрывать подземную зону резервуара.
Насосная гидростанция.
Augwind утверждает, что его технология безопасна.
«Единственный риск - это утечка, а это означает, что некоторое количество воздуха попадет в землю. Эту проблему легко решить с помощью быстрого ремонта», - сказал Йогев. «Наше решение похоже на земляные работы - мы не используем никаких загрязняющих материалов, мы используем воздух и замкнутую воду в качестве сырья, практически без углеродного следа. Система может быть установлена в подземных функциональных зонах. Каждый может установить генерирующий объект или другой энергетический центр, например, над подземными резервуарами для хранения».
Решение также является модульным, что означает, что его можно развернуть для систем на 10 или 100 МВт-ч, просто добавив необходимое количество дополнительных полимерных резервуаров. Технология работает как обычная гидроаккумулирующая станция. Единственным отличием является то, что систему можно быстро установить практически в любом месте, в большем или меньшем масштабе, с относительно небольшой площадью и гораздо более низкими уровнями капиталовложений.
Augwind устанавливает резервуары для хранения на глубине 4 метра.
По заявлению компании, эффективность системы хранения составляет 80%, что сопоставимо с КПД до 90% для литий-ионного накопителя. Несмотря на более низкий уровень эффективности, «срок службы решения для сжатого воздуха предположительно составляет более 40 лет с минимальной деградацией за неограниченное количество циклов». Для сравнения, средний срок службы литий-ионных батарей составляет 12 лет и 4000 циклов.
«У нас есть четкий путь к дальнейшему сокращению затрат, чего не может иметь традиционная перекачиваемая гидросистема», - сказал Йогев.
Технология Augwind значительно дешевле, чем традиционные решения по хранению сжатого воздуха или хранению в соляных пещерах, которые имеет смысл только при реализации масштабных проектов гигаваттного масштаба.
«Наша бизнес-модель применима для проектов в области ветроэнергетики и солнечной энергии от нескольких мегаватт до нескольких десятков мегаватт, для которых обычные технологии хранения сжатого воздуха не применимы», - сказал Йогев.