Kun Róbert (szerk.)

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Fejezetek a villamosenergia-rendszerek, az elektrokémiai és további energiatárolási technológiák témaköréből


3.4.1. Helyzeti energiás tárolók

Helyzeti energiás tárolásnál feltöltéskor a tárolóközeg potenciális energiáját növeljük meg. Ezzel növekszik a „munkavégző képessége”; kisütéskor a potenciális energiából mozgási energia lesz, amit egy generátor szükség szerint visszaalakíthat villamos energiává, de felhasználható maga a tengelymunka is.
Klasszikus típusa a szivattyús tározó; ekkor villamosenergia-túltermelésnél egy alsó tárolóból egy felső tárolóba szivattyúzunk vizet, majd visszanyeréskor leengedjük, és közben – a vízerőművekhez hasonlóan – áramot termelünk.
Amennyiben a tárolást a tárolóközeg magasságának változtatásával végezzük, a teljes energia az m·g·h képletből számolható. Mivel a gravitációs állandó (g) nem változik, így a betárolt mennyiség a tárolóközeg tömegének (m), illetve a tároláskor történő magasságváltoztatásnak (h) a függvénye. A tömeg a tényleges mennyiséggel is változtatható (nagyobb térfogatú tároló), illetve a közeg lecserélhető nagyobb sűrűségűre is (pl. víz helyett extra sűrűségű betonra). Ismert a toronyrendszerű tárolás [10], aminek létezhet lefele menő (aknába épített) változata is. Ezenkívül létezik még kővel megrakott vasúti kocsikban tároló, azokat egy lejtőn fel-le mozgató változat is [11].
Másik megoldás lehet a potenciális energia növelésére egy gáz nyomásának növelése. A megnövelt nyomású gáz kisütéskor munkát (általában forgómunkát) végez, amiből villamos energia is előállítható. Ilyen elven épültek már akár 100 MW-os tárolók is, de vannak kis kézikocsi-méretűek is; utóbbiaknál a kimenet inkább csak tengelymunka, villamos energiává visszaalakítás általában nem történik (pneumatikus szerszámok). Extrém nagy nyomáson a gáz cseppfolyósodhat is, ekkor az energiasűrűségben ugrás történik. A közeg halmazállapotától függően CAES (Compressed Air Energy Storage – Sűrített Levegős Energiatárolás), illetve LAES (ugyanaz, csak Liquid Air, azaz folyékony levegővel) néven ismert a technológia. Természetesen nemcsak levegővel, de bármi más gázzal is tárolhatunk (ezek a leggyakrabban nitrogén vagy metán), de olcsósága miatt a levegős módszer a leggyakoribb. Bár nem energiatárolási célúak, de sűrített levegős „tárolókat” gyakran láthatunk autószerelő műhelyekben, ahol a villamos energiával betárolt energiát tengelymunkaként veszik ki, nagyon nagy teljesítményen; például kerékcserénél gyakran ilyen berendezéssel szokták ki- és becsavarni a kerekeket rögzítő csavarokat.
Általában kis energiasűrűségűek, de cserében nagy méretben is telepíthetők. Használhatók teljesítmény jellegű tárolókként is, de inkább energia jellegűek. A tárolók általában fix telepítésűek, kivéve a kisebb CAES-rendszereket, de ezekből nem villamos energiát, hanem tengelymunkát szoktak kinyerni.
A bulvársajtóban gyakran az ilyen tárolókat szokták a „mindenre megoldást jelentő, mindent megmentő” tárolóknak nevezni; ez történt például az Energy Vault, illetve az ARES esetében is, de természetesen ezek nemhogy nem ilyen megoldások, általában csak csekély szerephez jutnak a teljes tárolásban.
A technológia nagy előnye a kis önkisülés (egy szivattyús tárolónál ez a víz párolgása-elszivárgása) és a jó tárolási hatásfok, azaz hosszú távon szinte verhetetlen. Sajnos ezek a tárolók nagyon költségesek, és sokszor nagy velük szemben a társadalmi ellenállás; hazai viszonylatban elég megemlíteni a 80-as és 90-es éveket és Prédikálószéket, aminek a hatása még ma is érződik [12]! Mindezek ellenére jelenleg már hazánkban is komolyan foglalkoznak ilyen tárolók telepítésével (pl. a Mátrában).
 

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 126 9

A kötet átfogó, horizontális tematikával vezeti be az olvasót az akkumulátor értéklánc teljes spektrumába: bemutatja a villamosenergia-piac működését, a telepített energiatárolási megoldásokat, az akkumulátorok járműipari alkalmazása terén az alternatív hajtásláncok felépítését és kulcskomponenseit, valamint részletesen tárgyalja a Li-ion akkumulátorok felépítését, működését, gyártástechnológiáját és a legfrissebb fejlesztési irányokat. Áttekintést nyújt továbbá az akkumulátorok biztonságtechnikájáról, diagnosztikai eljárásairól és az újrahasznosítás legfontosabb szempontjairól. Az olvasó átfogó képet kaphat az elektrokémiai energiatárolás technológiai hátteréről, a mobilitási és telepített tárolási megoldások térnyeréséről, az akkumulátoripar hazai és globális fejlődési irányairól, valamint az ezekhez kapcsolódó lehetőségekről, kihívásokról és szabályozási kérdésekről. A kötet az akkumulátorgyártás alaplépéseitől a jármű- és energiarendszer-integrációig, a töltőinfrastruktúrától a biztonságtechnikai, gazdasági és jogi aspektusokig számos kapcsolódó területet is tárgyal. Hasznos olvasmány lehet gépész-, villamos- és vegyipari mérnökök, mechatronikai és gazdasági szakemberek, autóipari és energiaipari szereplők, valamint a közszféra és az oktatás területén dolgozók számára – de mindazoknak is, akik naprakész, rendszerszintű tudást keresnek az energiatárolás és az elektromobilitás dinamikusan fejlődő világában. A kötet elkészítését a Magyar Akkumulátor Szövetség támogatta.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kun-energiatarolasi-es-akkumulatoripari-alapismeretek//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave