Compressed Air Energy Storage: Types, systems and applications

متناوب بودن منابع انرژی تجدیدپذیر، افزایش استقرار فناوری ذخیره سازی را ضروری می کند. فن آوری هایی با راندمان رفت و برگشت بالا و با هزینه کم مورد نیاز است تا به انرژی های تجدیدپذیر اجازه کاهش سوخت های فسیلی را بدهد. هزینه باتری های لیتیومی کاهش یافته است، اما تولید آنها با ردپای کربن قابل توجهی همراه است و همچنین هزینه ای برای محیط محلی دارد.

ذخیره انرژی هوای فشرده (CAES) از الکتریسیته اضافی، به ویژه از مزارع بادی استفاده می کند. ، برای فشرده سازی هوا. انبساط مجدد هوا سپس ماشین آلات را برای جبران نیروی الکتریکی به حرکت در می آورد. نمونه های اولیه دارای ظرفیت چند صد مگاوات هستند. چالش‌ها در حفظ انرژی حرارتی مرتبط با فشرده‌سازی هوا و نشت آن گرما، مواد، الکترونیک قدرت، اتصال با ژنراتور برق و یکپارچه‌سازی شبکه نهفته است.

این کتاب جامع یک مرور سیستماتیک از وضعیت فعلی ارائه می‌کند. فناوری CAES پس از مقدمه ای بر انگیزش و اصول، اجزای کلیدی و سپس انواع اصلی سیستم ها به ترتیب بلوغ فنی: دیاباتیک، آدیاباتیک و همدما پوشش داده می شود. کارشناسان صنعت در مورد تجربیات خود با سیستم های اصلی و نمونه های اولیه موجود می نویسند. جنبه‌های اقتصادی، الکترونیک قدرت و ماشین‌آلات، و همچنین سیستم‌های ویژه برای کاربردهای فراساحلی مورد بررسی قرار می‌گیرند.

محققان دانشگاهی و صنعتی به‌طور یکسان، به‌ویژه در تولیدکنندگان فناوری ذخیره‌سازی انرژی و تاسیسات، و همچنین دانشجویان پیشرفته و کارشناسان انرژی در اتاق های فکر این اثر را خواندنی ارزشمند خواهند یافت.

The intermittency of renewable energy sources is making increased deployment of storage technology necessary. Technologies are needed with high round-trip efficiency and at low cost to allow renewables to undercut fossil fuels. The cost of lithium batteries has fallen, but producing them comes with a substantial carbon footprint, as well as a cost to the local environment.

Compressed air energy storage (CAES) uses excess electricity, particularly from wind farms, to compress air. Re-expansion of the air then drives machinery to recoup the electric power. Prototypes have capacities of several hundred MW. Challenges lie in conserving the thermal energy associated with compressing air and leakage of that heat, materials, power electronics, connection with the power generator, and grid integration.

This comprehensive book provides a systematic overview of the current state of CAES technology. After an introduction to motivation and principles, the key components are covered, and then the principal types of systems in the order of technical maturity: diabatic, adiabatic, and isothermal. Experts from industry write about their experiences with existing major systems and prototypes. Economic aspects, power electronics and machinery, as well as special systems for offshore applications, are dealt with.

Researchers in academia and industry alike, in particular at energy storage technology manufacturers and utilities, as well as advanced students and energy experts in think tanks will find this work valuable reading.