Sűrített levegős energiatároló műszaki és gazdasági elemzése
Napjainkban a villamosenergia-rendszer nagy átalakuláson megy keresztül és a jövőben valószínűsíthetően nagy kihívásokkal kell szembenéznünk. Az időjárásfüggő megújuló energiaforrások hasznosításának elterjedésével, azok ingadozó teljesítménye miatt, a mostaninál rugalmasabb villamosenergia-rendszerre van szükség a termelés és a fogyasztás egyensúlyának fenntartásához. A nehezen kiszámítható termelés és az energiaigény növekedése miatt rendszerszintű tartalékok bővítésére is szükség lesz az ellátásbiztonság fenntartásához.
Az előbb említett problémákra az energiatárolás jelenthet megoldást, mely az energiaár napon belüli ingadozását használja ki. Ez a tanulmány a nagyméretű energiatárolók fejlődését vizsgálja, azon belül is a sűrített levegős energiatárolás (Compressed Air Energy Storage - CAES) előrehaladásáról ad képet. Ismerteti a különböző kutatásokban megjelent technológiai megoldásokat, a tudományos eredményeket, melyeket mások elértek, majd részletesebben vizsgálja az adiabatikus sűrített levegős energiatároló (AA-CAES) működését.
Ez a megoldás egy gázturbinás erőmű felépítéséhez hasonlítható, melyhez egy földalatti tárolót és egy hőtároló rendszert kapcsoltak. A technológia lényege, hogy völgyidőszakban, olcsó villamosenergia-ár esetén egy motor segítségével meghajtva a kompresszort levegőt sűrítünk a tárolóba, majd csúcsidőszakban, drága energiaárak esetén ezt az égőtérben felhevítve gázturbinán expandáltatjuk és villamos energiát termelünk
Erre a célra a tanulmányhoz egy modellt készítettem MATLAB környezetben, mellyel a feltöltési és kisütési ciklusokat vizsgáltam. A hatásfokszámítás különböző, erőművi és tárolói filozófiájú számításának módját is bemutattam.
A műszaki paraméterek meghatározása után kidolgoztam egy tárolási stratégiát, melynek alapjául a HUPX áramtőzsde adatait használtam. Ennek alapján szimuláltam az erőmű üzemvitelét a jelen helyzetre, valamint a megújuló energiaforrások beépített teljesítményének növekedése esetén is a MAVIR oldalán található rendszerterhelés diagramok segítségével.
A működési eredmények alapján gazdaságossági elemzést végeztem a modellen, levontam a következtetéseket, valamint megemlítettem további lehetőségeket, melyeket vizsgálni lehet a technológia kapcsán.
szerző
-
Szeitl Ákos Gábor
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Mayer Martin János
adjunktus, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
