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Accumulo di energia ad aria compressa (CAES)

1978
Caverna di sale sotterranea per l'accumulo di energia ad aria compressa in applicazioni termodinamiche.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Accumulo di energia ad aria compressa (CAES) is a metodo Immagazzinare l'energia generata in un dato momento per utilizzarla in un secondo momento. Su scala industriale, l'energia viene immagazzinata comprimendo l'aria e conservandola in un serbatoio sotterraneo, come una caverna di sale. Quando è necessaria l'elettricità, l'aria compressa viene riscaldata ed espansa in una turbina, azionando un generatore.

Gli impianti CAES operano in due modalità: compressione (carica) ed espansione (scarica). Durante la carica, in genere di notte quando i prezzi dell'elettricità sono bassi, un motore elettrico aziona un compressore per pressurizzare l'aria, che viene poi iniettata in una grande caverna di stoccaggio sotterranea. Il processo di compressione dell'aria genera una quantità significativa di calore. Nei sistemi CAES diabatici convenzionali, questo calore viene trattato come scarto e dissipato nell'atmosfera. Durante lo scarico, l'aria compressa viene rilasciata dalla caverna, riscaldata utilizzando un combustibile come il gas naturale (per aumentarne il volume e la produzione di energia) e quindi espansa attraverso una turbina per generare elettricità. La necessità di gas naturale riduce l'efficienza complessiva e il beneficio ambientale. I progetti più avanzati, noti come CAES adiabatici (A-CAES), mirano a immagazzinare il calore di compressione in un accumulo di energia termica mezzo e utilizzarlo per riscaldare l'aria durante l'espansione, eliminando la necessità di combustibili fossili e aumentando significativamente l'efficienza di andata e ritorno dal ~40-50% per i sistemi diabatici a un teorico >70% per i sistemi adiabatici.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Termodinamica

Tipo

Sistema fisico

Interruzione

Incrementale

Utilizzo

Nicchia/Specializzato

Precursori

  • La legge di Boyle e la legge dei gas ideali
  • invenzione del compressore d'aria
  • sviluppo di turbine a gas
  • tecniche di rilevamento geologico per l'identificazione di caverne sotterranee idonee

Applicazioni

  • accumulo di energia su scala industriale
  • spostamento del carico per le reti elettriche
  • fornire capacità di riserva per la stabilità della rete
  • integration of large-scale wind farms

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • sistemi isotermici che mirano a comprimere ed espandere l'aria a temperatura costante
  • underwater caes using pressione idrostatica of the sea
  • sistemi CAES su piccola scala che utilizzano recipienti a pressione fuori terra
  • sistemi ibridi CAES-batteria per servizi combinati di potenza ed energia
  • utilizzando giacimenti di gas esauriti come serbatoi di stoccaggio
  • CAES adiabatici avanzati con accumulo termico ad alta temperatura
  • co-localizzazione con impianti industriali per utilizzare il calore di scarto
  • liquid air energy storage (laes) as a criogenico variant
  • sistemi caes integrati con cattura diretta dell'aria di CO2
  • unità CAES mobili per esigenze di alimentazione temporanee
Correlato a: CAES, aria compressa, accumulo di energia, caverna sotterranea, turbina, compressore, spostamento del carico, accumulo in rete, diabatico, adiabatico.

Contesto storico

Accumulo di energia ad aria compressa (CAES)

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1975-06-01
1980
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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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