Hőtárolási és szállítási technológiák vizsgálata ipari környezetben
Napjainkban a különböző időjárásfüggő megújuló energiatermelők jelentős kiegyenlítetlenségeket, ingadozásokat okoznak a villamosenergia-rendszerben, amelynek kezelésére jelentős szabályozási tartalékokat kell biztosítani. Emellett megfigyelhető, hogy az ipari szereplők számára saját telephelyi megújuló forrású termelés esetén a leghatékonyabb, ha a telephelyen a termelt energia minél nagyobb hányadát felhasználják, ez a villamosenergia-rendszer kapacitás telítettsége miatt még inkább releváns. Mindkét probléma orvoslására felmerülhet lehetőségként a hőtároló (TES) alkalmazása.
A hőtárolás számos technológia segítségével megvalósulhat, a leggyakrabban használtak közé tartozik a vízzel történő energiatárolás, de előfordulnak fázisváltó anyagokkal (PCM) működő tárolók is. A hőtárolók szélesebb körű elterjedésével nem csak a megújuló energiatermelők integrációja növelhető, hanem a klímacélok elérésében is fontos szerepet játszik. A kiegyenlítő energiaigény csökkentése nagyobb megújuló energia arányhoz juttatja a rendszert, amely a karbonsemlegesség elérését nagyban segíti. Emellett jelentős hőigényű ipari környezetben, illetve távhőhálózatokban a rendszerhatékonyságot is képes növelni, amely további fosszilis energiahordozó felhasználást válthat ki, ezzel pedig az energiafelhasználás gazdaságosságához is hozzájárulhat. A hőszállítás módja meghatározható lehet hőtároló alkalmazása során, az utóbbi években egyre gyakrabban megjelenő szállítható hőtárolók (M-TES) lehetőségének vizsgálata is szükségszerű.
A Dunamenti Erőmű telephelyén folyamatban van egy power-to-heat (P2H) technológián alapuló villamos kazán és hozzá kapcsolódó hőtároló telepítése. A berendezés képes le irányú kiegyenlítő szabályozási tartalékot biztosítani a rendszerirányító számára, emellett a benne eltárolt hő által képes rátermelni az erőművi technológia és a helyi távhő ellátására. Dolgozatomban fontos szerepet kap az energiatároló beruházás ismertetése és elemzése, ezzel kapcsolatban a hazai ipari lehetőségek felmérése. A bemutatott hőtároló modellje alapján megvizsgálásra kerül egy új hőtárolási projekt is, amely az ipari hőellátás viszonylatában mutatja be az új lehetséges beruházás műszaki és gazdasági aspektusait. Az elemzés során nagy hangsúlyt kapnak a modellezett ipari rendszeren belül vizsgált energiamegtakarítási potenciálok, valamint a fejlesztések megvalósíthatósága is.
[1] Clifford K. Ho, Andrea Ambrosini.: Thermal Energy Storage Technologies. Sandia National Laboratories (2021).
[2] Marta Kuta.: Mobilized thermal energy storage (M-TES) system design for cooperation with geothermal energy sources. Applied Energy 332 (2023), 120567
[3] Andreas Bloess.: Impacts of heat sector transformation on Germany’s power system through increased use of power-to-heat. Applied Energy 239 (2019), 560-580
szerző
-
Leveles Péter
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Szücs Botond
egyetemi adjunktus, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
