Koncept skladování elektřiny od ČVUT je funkční

Datum 25.03.2023

Grafika: ČVUT

Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT ve spolupráci se společností Tepelná čerpadla Mach úspěšně dokončilo testování konceptu skladování elektrické energie prostřednictvím tepla uloženého do kamenného prachu v Carnotově baterii.   

V rámci projektu jsme vyvinuli experimentální systém kombinující tepelné čerpadlo a organický Rankinův cyklus s akumulačním zásobníkem kamenného prachu neboli Carnotovu baterii, což je zařízení skladující přebytečnou elektřinu ve formě tepla v době, kdy je jí v síti nadbytek a její cena je nízká, a naopak vyrábějící z uloženého tepla zpět elektrickou energii, když je jí nedostatek a její cena stoupá. Naším cílem bylo ověřit funkčnost konceptu nabíjení úložiště kamenného prachu teplem na úrovni 125°C vyráběného z levné elektřiny tepelným čerpadlem, které má na vstupu zdroj odpadního tepla z průmyslové výroby o teplotě 60 °C, jenž jsme simulovali otopnou soustavou budovy ČVUT UCEEB. Vybíjení probíhá organickým Rankinovým cyklem, který uložené teplo o 125 °C přeměňuje zpět na elektřinu.

Výsledky testování potvrdily, že náš koncept v praxi funguje, i když bude potřeba ještě dalšího vývoje, abychom ho dotáhli do podoby pro komerční využití. Kromě toho jsme v rámci realizace projektu publikovali články, které popisují způsoby akumulace elektřiny zpětnou konverzí do tepla a srovnávají v současnosti existující komerční projekty ve světě.  

Projekt pro mladé vědecké pracovníky Využití nízkopotenciálního odpadního tepla pro skladování elektřiny pomocí konceptu Carnot batteries podpořila Technologická agentura České republiky v rámci programu Zéta.

Tým autorů ČVUT

Výystava Volty 700 x 200 px

Komentáře k článku (15)

  1. i když bude potřeba ještě dalšího vývoje, abychom ho dotáhli do podoby pro komerční využití….

    1. Zatím je zařízení příliš drahé a tak ekonomická návratnost neodpovídá komerčnímu využití.

  2. Jestli by nebylo lepší vyrábět rovnou teplo solárním kolektorem a pracovat s mnohem vyšší efektivitou než při výrobě elektřiny a teprve potom z toho uloženého tepla vyrobit elektřinu výše popsaným způsobem.

    1. Taková věc existuje, ale je k nepochopení tydýtama z EK. Je to na principu stirlingova motoru a implementuje se buď přímo do kolektoru, nebo lze použít i “hadicové” rozvody (na budovy možná lepší). Celková účinnost je ale zhruba stejná jako u FVE. Výhodou je vyšší bezpečnost, nevýhodou velká setrvačnost (a tedy i pomalý náběh).

    2. Možná proto, že prvotním je potřeba vyrábět levně elektřinu, ale protože výroba z FVE závisí na počasí a denní a roční době, tak se řeší co s ní, když je jí více, než je aktuálně potřeba a jak ji “uskladnit”.

    3. Nebylo. Kolektory dodávají nejvíce energie přes poledne, kdy jsou lidi většinou v práci a mnohem méně ráno a večer, kdy ji doma nejvíce spotřebujeme. Proto potřebujeme akumulaci. S efektivitou ale máte pravdu.

    4. Bohužel nešlo. I tepelný kolektor má malou výstupní teplotu. Oni zdroj “nízkého tepla” mají. Potřebují energii pro TČ, které ji koncentruje. Ze šutru (v jakékoli podobě) o teplotě kolem 60-70 st. C moc energie zpět nedostanete. I těch 125 st C je dost limitní pro efektivitu systému. Ideálně se dostat n 2-3 násobek. Ale zde enormně klesá účinnost TČ, které by z 60 st dělalo 250. 🙂

  3. Zajímala by mne celková účinnost tohoto zařízení ? Nic se neděje beze ztrát.
    Takže z 1 MW elektřiny získané z fotovoltaiky či větrníků dostanu x MW elektřiny po kolika hodinách ?

  4. Vzhledem k tomu, že se účinnost CB udává 35-70%, tak můžeme uvažovat, že se půlka vyrobené energie “vytratí” do luftu. A to se vyplatí.

  5. Je to podobné, jako když Finové před léty patentovali uskladnění tepelné energie do písku (prý až 1000°C). Pokud tam chcete dávat teplo – je to dobré, ale horší je to s elektřinou.

    1. Upřesnění: uskladní se tam např. z panelů energie jako teplo – a když tu energii chceme vytáhnout jako teplo – jde to v pohodě. No ale když jako elektřinu – musíme mít zařízení, které to teplo převede na elektřinu – např. něco jako parní stroj. A to asi není levné, jednoduché ani bezztrátové.

        1. Velmi malá účinnost. To už je lepší Stirlingův motor. I to se vyvíjí pro družici. 🙂

  6. Konec fantazií. Jaká je současná celková účinnost tohoto řešení ?
    A případně, jaké je možné vylepšení při komercionalizaci projektu ?

Napsat komentář