Pernah tertanya-tanya mengapa terdapat sedikit pemadaman di Amerika Syarikat? Ia secara efektif beralih kepada ini: loji janakuasa sentiasa membuat lebih kuasa daripada orang yang meminta.
Kandungan Terkait
- Mengecas Hadapan: Masa Depan Bateri
- Lima Soalan yang Harus Anda Ketahui Mengenai Bank Tesla Berasaskan Bahagia Baru California
Sebaik sahaja elektrik dihasilkan, elektron mengalir menerusi talian kuasa ke rumah, perniagaan, sekolah, dan hospital-di mana pun ia dituntut. Lebih banyak elektrik dibuat daripada pengendali grid mengharapkan anda mengambil, supaya apabila anda menghidupkan suis, lampu menyala.
Terlepas dari apakah anda benar-benar menghidupkan lampu, loji kuasa menjaga turbin mereka berputar, siap untuk menghantar kuasa ke grid pada saat notis.
Masalah kapasiti penjanaan kuasa yang berlebihan ini lebih buruk pada waktu malam ketika permintaan sangat rendah, dan ketimpangan antara jumlah tenaga yang diperlukan dan tersedia bahkan lebih besar. Ini tidak menggalakkan penggunaan beberapa tenaga boleh diperbaharui, terutamanya kuasa angin, yang kebanyakannya pada waktu malam apabila angin adalah paling kuat (dan apabila orang menggunakan kurang elektrik). Singkatnya, banyak tenaga elektrik, dan yang penting, elektrik bersih, dihasilkan pada masa yang salah.
Di sinilah penyimpanan tenaga masuk. Menyimpan tenaga apabila ia dibuat dan melepaskannya apabila ia diperlukan membantu memastikan grid yang boleh dipercayai dan membuka jalan untuk memperkenalkan tenaga diperbaharui seperti angin dan solar ke campuran.
Syarikat-syarikat tenaga dan teknologi telah berusaha untuk menangani ketidakcukupan bekalan / permintaan selama bertahun-tahun, dan bateri telah muncul sebagai pesaing utama untuk menyimpan elektrik. Sebagai contoh, Tesla Inc. melabur lebih $ 600 juta dalam Gigafactory di Nevada untuk membuat jumlah besar bateri lithium ion.
Tetapi satu syarikat kuasa Alabama telah menemukan tempat yang berbeza untuk meletakkan sejumlah besar tenaga berlebihan - dalam gua garam. Setengah batu di bawah tanah, gua garam yang boleh dimuatkan di Patung Liberty memegang Sumber Daya Koperasi Tenaga Selatan yang paling berguna: udara.
Selama 25 tahun, koperasi itu telah menguasai seni dan sains untuk memampatkan udara, menyimpannya di dalam gua garam di bawah bumi, dan menggunakannya untuk mengeluarkan tenaga elektrik. Loji Kuasa McIntosh di McIntosh, Alabama, adalah satu-satunya kemudahan kemudahan Mampat Penyimpanan Udara (CAES) yang berskala utiliti di Amerika Syarikat, dan satu daripada segelintir sahaja di dunia.
Pada waktu malam, semasa anda tidur dan peralatan anda berehat, kilang itu menggunakan lebihan elektrik dari grid untuk memampatkan udara dan mengepamnya ke bawah ke dalam garam garam kedap udara.
"Garam adalah mekanisme penyimpanan yang indah, " kata pengurus tumbuhan McIntosh Lee Davis.
Ini kerana gua-gua menyediakan ruang yang besar dan tidak dapat ditembusi. Udara termampat tetap dimampatkan, dan oksigen di udara tidak bertindak balas dengan garam.
Di sana udara disimpan pada tekanan antara 650 dan 1058 PSI, sekitar sepersepuluh dari tekanan sumur minyak bertekanan tinggi.
Apabila orang menuntut tenaga pada siang hari, udara dilepaskan ke unit gas asli di tempat, di mana ia dipanaskan dengan gas asli, membakar dan menghasilkan aliran gas yang lebih panas yang menjadikan turbin dan menghasilkan tenaga elektrik.
Dari atas, kilang McIntosh kelihatan seperti loji janakuasa gas asli, tetapi secara langsung setengah batu di bawah permukaannya terdapat mekanisme penyimpanan tenaga unik. (Courtesy Power South Energy Cooperative) Udara termampat adalah bahan utama dalam menghasilkan tenaga elektrik di semua loji gas; ia adalah komponen kritikal yang menjadikan gas terbakar, menghasilkan aliran gas yang berputar turbin. Di kilang-kilang gas semulajadi yang biasa, membuat udara termampat adalah bahagian yang paling intensif tenaga menjalankan loji-lebih separuh daripada tenaga yang dihasilkan oleh turbin itu hanya diberi makan kembali ke sistem untuk memampatkan udara.
Tetapi kilang McIntosh CAES dapat memampatkan udara secara bebas daripada proses pengeluaran kuasa, apabila paling ekonomis untuk melakukannya, kerana ia mempunyai tempat untuk menyimpannya - lombong garam. Tumbuhan ini mempunyai udara yang cukup untuk membantu turbin 110 megawatt menghasilkan kuasa selama 26 jam, dengan kuasa sehingga 110, 000 rumah.
Dengan memampatkan udara pada waktu malam ketika elektrik murah dan berlimpah, bukannya menggunakan keluaran turbin untuk pemampatan, loji itu menggunakan gas kurang gas untuk membuat jumlah yang sama elektrik. Ia juga membolehkan sumber elektrik bersih digunakan untuk pemampatan.
Walaupun kilang McIntosh tidak berfungsi secara langsung sejajar dengan mana-mana tumbuh-tumbuhan yang boleh diperbaharui, ia pasti dapat, dan itulah idea utama. Tenaga yang digunakan untuk memampatkan udara boleh dihasilkan oleh turbin angin, seperti yang dirancang untuk Pusat Tenaga Bethel di West Texas. Apex CAES LLC telah menaikkan $ 100 juta untuk Pusat, yang, jika dibangunkan, akan menjadi kemudahan CAES garam ditambah dengan angin. Pusat ini merancang untuk menggunakan elektrik yang dihasilkan oleh turbin angin berdekatan pada waktu malam untuk memampatkan udara, dan memberi udara kepada turbin gas pada siang hari.
Memandangkan tumbuhan gas asli semakin meningkat di seluruh negara, simpanan tenaga udara termampat menyediakan cara untuk mengintegrasikan tenaga boleh diperbaharui dan akhirnya membakar kurang gas.
Walau bagaimanapun, udara termampat bukanlah ubat penawar. Walaupun loji gas asli agak murah untuk membina dan mengendalikan, harga gas asli yang rendah juga bermakna terdapat kurang insentif untuk meneroka alternatif kepada tanaman, atau memasang pilihan yang menjimatkan gas.
Dengan kos gas yang tertekan dan risiko yang terlibat dalam penggunaan teknologi yang agak baru, yang mempunyai beberapa projek dengan namanya, sukar untuk membuat angka pensil untuk CAES. Projek Pusat Tenaga Bethel telah dibangunkan sejak tahun 2011, dan belum menaikkan tambahan modal $ 400 juta yang diperlukan.
"Sesuatu yang baru dan berbeza tidak mudah dilepaskan, " kata Apex CAES COO, Stephen Naeve.
Projek-projek ujian lain telah gagal kerana kos pembangunan yang tinggi - segala-galanya dari kos membuang air garam garam yang dibuat semasa proses perlombongan dengan risiko meneroka lokasi yang mungkin berubah menjadi geologi yang tidak sesuai. Bagi persaingan storan, bateri dalam banyak cara lebih fleksibel kerana ia boleh diletakkan berdekatan dengan mana permintaan kuasa, walaupun menurut Apex, bateri (sekurang-kurangnya sekarang) jauh lebih mahal dalam jangka masa panjang.
Tetapi Koperasi Tenaga Tenaga Selatan masih akan menikmati garam bercakap dengan beberapa sekutu CAES lain. Memang, kemudahan McIntosh telah menarik pelawat dari California, Utah, New York, dan Idaho.
Jika garam adalah cara untuk membuat tumbuh-tumbuhan gas lebih berkesan dan menggunakan tenaga boleh diperbaharui, sila lulus garam.
Nota editor: Versi awal artikel ini mula-mula salah menyalahkan bahawa lebih banyak kuasa dihantar ke grid daripada yang dituntut, yang mana ia terbuang. Malah, tenaga yang berlebihan dibazirkan sebelum ia dihantar ke grid melalui beberapa proses. Smithsonian.com menyesali kesilapannya.
