รัฐแคลิฟอร์เนียเตรียมสร้างสถานีกักเก็บพลังงานไฟฟ้าที่มีกำลังจ่ายไฟมากที่สุดในโลก(ถ้าไม่นับรวมระบบกักเก็บพลังงานด้วยน้ำ)
ซึ่งระบบที่พัฒนาใหม่นี้จะสามารถเก็บไฟไว้ได้โดยมีกำลังจ่ายไฟกว่า 1,000 เมกกะวัตต์ได้เป็นเวลายาวนานกว่า 12 ชั่วโมงเลยทีเดียว
หน้าตาของโรงกักเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วยอากาศอัดร่วมกับแรงดันน้ำจากบ่อเก็บน้ำรักษาแรงดัน
โดยระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้านี้จะเป็นแบบที่ใช้อากาศที่ถูกอัดความดันโดยเครื่องอัดอากาศเพื่อนำไปเก็บไว้ในที่กักเก็บใต้ดินและปล่อยไหลกลับผ่านเทอร์ไบน์เพื่อผลิตไฟฟ้าในยามที่ระบบมีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง
ซึ่งระบบนี้ไม่ใช่ระบบใหม่รู้จักกันอยู่แล้วในชื่อ Compressed Air Energy Storage (CAES) แต่ก็มีประเด็นในเรื่องของประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานไปกลับที่ 40-52% เท่านั้น
แต่ Hydrostor บริษัทด้านพลังงานจากแคนาดาได้ทำการพัฒนาต่อยอดเป็นระบบ Advanced Compressed Air Energy Storage (A-CAES) ซึ่งจะทำให้ระบบมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานไป-กลับได้ถึง 60%
ส่วนประกอบของระบบ A-CAES
โดยปกติแล้วอากาศที่ผ่านเครื่องอัดอากาศในระบบ CAES จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งเป็นการสูญเสียในรูปของความร้อนในการที่เราไม่สามารถเปลี่ยนพลังงานที่ต้องการเก็บให้กลายเป็นแรงดันอากาศได้หมด
แต่ A-CAES จะมีระบบ Thermal management ที่จะดึงเอาพลังงานความร้อนออกจากอากาศก่อนที่จะนำไปเก็บไว้ใต้ดิน โดยความร้อนที่ดึงออกมานี้จะถูกนำไปเก็บไว้ในถังเก็บความร้อนเพื่อไว้ใช้งานในตอนผลิตจ่ายไฟฟ้าภายหลัง
ชุดอุปกรณ์ดึงความร้อนออกจากอากาศและเก็บไว้ใช้งานภายหลัง
ซึ่งการดึงความร้อนและนำกลับมาใช้ใหม่ในระหว่างการปล่อยแรงดันอากาศเพื่อผลิตไฟฟ้านี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
เมื่อผ่านการดึงความร้อนออก อากาศที่เย็นตัวลงก็จะถูกส่งต่อไปเก็บไว้ในห้องเก็บอากาศที่ถูกสร้างไว้ใต้ดิน โดยห้องเก็บอากาศนี้จะมีช่องเชื่อมต่อกับบ่อเก็บน้ำรักษาแรงดันที่อยู่ด้านบน
แรงดันอากาศจะไปไล่น้ำออกจากห้องเก็บอากาศขึ้นไปยังบ่อเก็บน้ำด้านบน
โดยในช่วงที่ทำการเก็บอากาศอัดลงไปนั้น แรงดันอากาศก็จะไปดันน้ำในบ่อขึ้นไปจนระดับน้ำขึ้นไปปริ่มขอบบ่อซึ่งก็คือเวลาที่ระบบเก็บพลังงงานไว้จนเต็มความจุนั่นเอง
และเมื่อต้องการนำพลังงานที่เก็บเอาไว้มาใช้งาน ก็จะใช้แรงดันของน้ำจากบ่อเก็บน้ำด้านบนในการดันไล่อากาศผ่านท่อขึ้นไปหมุนปั่นเทอร์ไบน์เพื่อปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตกระแสไฟออกมา
อากาศไหลผ่านเทอร์ไบน์หมุนปั่นผลิตไฟฟ้า
แรงดันน้ำนี้จะเปลี่ยนไปตามระดับน้ำในบ่อแต่จะทำให้แรงดันของอากาศที่ถูกดันไล่เข้าเทอร์ไบน์นั้นคงที่ตลอดเวลาการดึงพลังงานแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า
ซึ่งก่อนที่อากาศจะไหลเข้าเทอร์ไบน์นั้นก็จะไหลผ่านระบบ Thermal management เพื่ออุ่นอากาศเพิ่มพลังงานก่อนเข้าสู่เทอร์ไบน์เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบ
อุ่นอากาศก่อนเข้าเทอร์ไบน์เพื่อเพิ่มพลังงานและประสิทธิภาพของระบบ
A-CAES นอกจากจะมีประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงานที่สูงกว่า CAES แล้วยังมีข้อได้เปรียบเหนือระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วยแบตเตอรรี่(หรือโรงไฟฟ้าแบตเตอรี่แบบที่ Tesla ทำ) ก็คือปริมาณความจุพลังงานของระบบ
โดยระบบ A-CAES จะมีความสามารถในการจ่ายกำลังไฟฟ้าได้ยาวนานกว่า 8-12 ชั่วโมงเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่มีกำลังการจ่ายไฟเท่ากันนั้นจะจ่ายไฟได้ประมาณ 1-4 ชั่วโมงในปัจจุบัน
อย่างโปรเจคในแคลิฟอร์เนียนี้ด้วยความต้องการจาก The California Public Utilities Commission ในการจัดหาระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ต้องมีกำลังการจ่ายไฟสูงถึง 1,600 เมกกะวัตต์นั้น ถ้าต้องการให้สำรองและจ่ายไฟได้เป็นเวลากว่า 12 ชั่วโมงถ้าเป็นโรงไฟฟ้าแบตเตอรี่ต้นทุนคงมหาศาล
รวมถึงค่าบำรุงรักษาที่ยังน้อยกว่า และระบบ A-CAES นี้คาดว่าจะมีอายุใช้งานได้ยาวนานกว่า 50 ปีเลยทีเดียว เพราะระบบไม่ได้มีอุปกรณ์ที่ต้องเปลี่ยนตามอายุการใช้งานบ่อยเหมือนแบตเตอรี่
ก็นับว่าเป็นระบบกักเก็บพลังงานอีกรูปแบบที่น่าสนใจเลยทีเดียว ไม่ต้องหาที่สร้างเขื่อนหรือบ่อเก็บน้ำขนาดใหญ่แต่ก็ยังได้ความจุสูงและมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานที่ดีด้วย
คงต้องรอดูกันต่อไปว่าระบบ A-CAES จะมาช่วยให้พลังงานหมุนเวียนมีความมั่นคงจนทดแทนการผลิตไฟฟ้าด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลได้มากแค่ไหน
- 13
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
