Parami nang parami ang mga pinagkukunan ng renewable na enerhiya ay isinasaksak sa mga grids ng kuryente ng Australia. Ang South Australia, halimbawa, ay makakakuha ng 40% ng kuryente nito mula sa hangin at solar kapag ang Snowtown wind farm ay natapos sa huling bahagi ng taong ito.
Ngunit kung ang nababagong enerhiya ay sa huli ay mangibabaw sa merkado, kakailanganin natin ng mga paraan upang maiimbak ang enerhiya upang magamit natin ito sa buong orasan. Ang mabuting balita ay madaling mag-imbak ng enerhiya. Ang kailangan mo lang ay dalawang maliit na reservoir - isang mataas, isang mababa - at isang paraan upang magbomba ng tubig sa pagitan ng mga ito.
Ang pamamaraan na ito, na tinatawag na "off-river pumped hydro energy storage", ay maaaring potensyal na magbigay ng imbakan ng enerhiya na kailangan ng Australia upang ganap na tanggapin ang mga renewable. Mura din.
Paano Gumagana ang Pumped Hydro
Kapag may labis na kuryente, ang tubig ay ibinubomba sa pamamagitan ng tubo o lagusan, patungo sa itaas na reservoir. Ang enerhiya ay mababawi sa kalaunan sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa tubig na dumaloy muli pababa, sa pamamagitan ng turbine na nagpapalit nito pabalik sa kuryente. Ang mga kahusayan ng 90% sa bawat direksyon ay posible.
Ang pumped hydro ay ang pinakamalawak na ginagamit na paraan ng pag-iimbak ng enerhiya, na kumakatawan sa 99% ng kabuuan. Sa buong mundo, ang pumped hydro storage ay maaaring maghatid ng humigit-kumulang 150 gigawatts, karamihan ay isinama sa mga hydroelectric power station sa mga ilog.
Kaugnay na nilalaman
Sa isang "off-river" na sistema, ang parehong tubig ay umiikot sa isang closed loop sa pagitan ng itaas at mas mababang mga reservoir, na inaalis ang pangangailangan para sa pasilidad na itatayo sa isang ilog. Ang dami ng enerhiyang nakaimbak ay proporsyonal pareho sa pagkakaiba ng elevation sa pagitan ng upper at lower reservoir (karaniwang sa pagitan ng 100 at 1000 m), at sa dami ng tubig na nakaimbak sa upper reservoir.
Kailangang makapaghatid ng instant power output ang mga sistema ng imbakan ng kuryente sa loob ng ilang oras. Sinasaklaw nito ang mga panandaliang pagbabagu-bago sa mga output ng hangin at solar, mga pinakamataas na demand ng consumer (tulad ng mga hapon ng tag-init na napakainit), at hindi planadong pagkawala ng imprastraktura ng pagbuo at paghahatid. Ang paggamit ng nakaimbak na enerhiya ay nakakatulong din na panatilihin ang mga linya ng kuryente mula sa hangin at solar na mga pasilidad na ginagamit sa mas maraming oras.
Sa mga available na opsyon sa pag-iimbak ng kuryente, gaya ng mga baterya at flywheel, ang pumped hydro ay sa ngayon ang pinakamurang. Wala itong standby loss habang naghihintay ang tubig sa reservoir, at maaaring maabot ang buong lakas sa loob ng 30 segundo.
Oras na Para Umalis sa ilog
Mayroong maliit na pagkakataon para sa Australia na bumuo ng on-river hydroelectric power, dahil sa kapaligiran at iba pang mga hadlang. Ngunit, may malawak na pagkakataon para sa panandaliang pag-imbak ng enerhiya sa labas ng ilog. Ang isang tipikal na site ay bubuo ng isang pares ng maliliit na reservoir na konektado ng isang tubo kung saan ang tubig ay ibi-cycle araw-araw, kasama ang isang bomba at turbine, powerhouse at mga linya ng kuryente.
Ang Australia ay may libu-libong mahusay na potensyal na mga site sa mga maburol na lugar sa labas ng mga reserbang konserbasyon, na may karaniwang mga pagkakaiba sa elevation na 750 m. Hindi nila kailangang malapit sa wind o solar farm.
Kaugnay na nilalaman
Ang imbakan ng kuryente sa labas ng ilog ay may ilang mga pakinabang sa mga tipikal na pasilidad sa ilog:
- Mayroong higit pang mga potensyal na site
- Maaaring pumili ng mga site na hindi sumasalungat sa kapaligiran at iba pang mga halaga
- Ang itaas na reservoir ay maaaring ilagay sa tuktok ng isang burol sa halip na sa isang lambak, na nagpapahintulot sa pagkakaiba sa elevation na ma-maximize
- Walang probisyon na kailangang gawin para sa baha (karaniwang isang malaking gastos).
Ang isang sistema na binubuo ng kambal na 10-ektaryang reservoir, bawat 30 m ang lalim, na may 750 m elevation difference, ay makakapaghatid ng humigit-kumulang 1,000 megawatts sa loob ng limang oras.
Sa pagitan ng 20 at 40 ng mga sistemang ito ay sapat na upang patatagin ang isang 100% na nababagong sistema ng kuryente sa Australia.
Magkano iyan?
Dahil ang mga reservoir ay maliliit (ilang ektarya lamang) kumpara sa mga karaniwang hydro reservoir, ang mga ito ay isang maliit na bahagi ng gastos. Karamihan sa gastos ay nasa mga bahagi ng kuryente (pipe, pump, turbine, transformer at transmission). Iminumungkahi ng mga paunang pagtatantya na ang halaga ng isang off-river system sa isang magandang site ay humigit-kumulang A$1,000 kada kilowatt ng naka-install na kapasidad.
Narito ang isang hypothetical case study. Ang isang 200 megawatt solar power facility ay naghahatid ng maximum na kalahati ng power output nito sa grid sa real time, at iniimbak ang natitira para sa gabi. Ngayon, sa halip na sumikat sa pinakamaaraw na oras ng araw, ang solar power output ay umaabot mula 8am hanggang 10pm (depende sa season at cloud cover), na may pinakamataas na power output sa grid at ang pump bawat isa ay 90 megawatts (pagkatapos payagan ang mga pagkalugi. ). Maaaring ma-recharge ang reservoir sa gabi gamit ang enerhiya ng hangin upang masakop ang peak ng demand sa umaga.
Smoothing the peaks: kung paano nagagawa ng pag-iimbak ng enerhiya ang solar power na tumagal hanggang gabi.
Ang stand-alone na gastos ng solar power system at ang panandaliang hydro storage system ay A$2,000 at A$1,000 kada kilowatt, ayon sa pagkakabanggit. Pagkatapos ng accounting para sa mga pagkalugi sa imbakan na balanseng sa pamamagitan ng pagtitipid mula sa pagbabahagi ng transpormer at mga gastos sa paghahatid sa pagitan ng dalawang sistema, at ang katotohanan na ang hydro storage rating ay kalahati ng sa PV system, na naglalagay ng kabuuang halaga ng system sa humigit-kumulang A$2500 kada kilowatt.
Sa madaling salita, ang paggamit ng pumped hydro storage upang pakinisin ang mga peak sa output mula sa isang solar power station ay nagdaragdag lamang ng dagdag na 25% sa gastos. Iyan ay mas mura kaysa sa paggamit ng mga baterya.
Location, Location, Location
Gumugol ng ilang oras sa isang mapa o Google Earth at makikita mo ang dose-dosenang mahusay na potensyal na mga site, sa maburol na bukirin o sa mga kasalukuyang ruta ng powerline. Ang Australia ay may libu-libong mga site ng kandidato sa karamihan ng mga tinatahanang bahagi ng bansa.
Halimbawa, ang Tumut 3 Ang hydroelectric station ay may pinakamalaking pumped hydro storage capacity ng Australia (1500 megawatts), isang elevation difference na 151 m, at isang malaking lawa na dapat makayanan ang malalaking baha. Ngunit ang isang maliit na sistema sa labas ng ilog ay maaaring itayo sa malapit, na binubuo ng kambal na 13-ektaryang reservoir na may pagkakaiba sa taas na 700 m, na konektado ng isang 5 km na tubo na dumadaan sa isang ruta ng powerline. Ang sistemang ito ay mag-iimbak ng sapat na tubig upang makapaghatid ng 1,500 megawatts sa loob ng tatlong oras, at mas mababa ang halaga.
Ang isang 5 km pipe sa pagitan ng dalawang pumped hydro storage lake (mga asul na tuldok) ay maaaring mapabuti ang output ng Tumut 3 power station ng Snowy Hydro, sa medyo katamtamang halaga (larawan sa Google Earth)
Tungkol sa Ang May-akda
Si Andrew Blakers ay ang Direktor ng Center for Sustainable Energy Systems at ang ARC Center para sa Solar Energy Systems sa Australian National University. Ang kanyang mga interes sa pananaliksik ay nasa lugar ng solar energy system.
Ang artikulong ito ay isinulat ng Roger Fulton mula kay Jacobs/SKM, na nagtrabaho sa hydroelectric industry mula noong 1975 bilang isang engineer at project manager.
