Lưu trữ năng lượng Mặt trời dưới dạng khí nén, tại sao không?

Trước đó, vào tháng 7/2020, Israel đã tổ chức một cuộc đấu thầu tương tự về việc cung cấp 168 MW năng lượng từ Mặt Trời, và tạo ra một hệ thống lưu trữ có công suất 672 MWh. Mục tiêu của quốc gia này là đưa công suất lắp đặt năng lượng Mặt Trời lên 16 GW vào năm 2030, và công suất của các hệ thống lưu trữ lên ít nhất là 8 GWh.

Nguyên lý hoạt động của "pin khí_AirBattery". (Nguồn: Apex CAES)

Giá điện theo hợp đồng được ký kết tại phiên đấu giá IEC cuối cùng là 0,0544 USD/kWh. Các dự án sẽ được đưa vào vận hành trước tháng 7/2023. Điện mặt trời tuy dồi dào nhưng không liên tục. Vấn đề đặt ra là cần có biện pháp để lưu trữ nguồn năng lượng quý giá đó để sử dụng khi cần thiết. Hai phương pháp chính được sử dụng hiện nay là sử dụng ắc-quy/pin khổng lồ để lưu trữ, hoặc bơm nước lên một hồ chứa lớn được bố trí trên cao nhằm cung cấp nước cho nhà máy thủy điện để phát điện.

Hệ thống AirBattery của hãng Augwind đã được phát triển trong vài năm gần đây. Năng lượng được lưu trữ dưới dạng khí nén trong các bình tích khổng lồ đặt dưới lòng đất. Bất kỳ lượng điện dư thừa nào đều được sử dụng để nén không khí vào các bình tích này. Khi nguồn cung năng lượng điện suy giảm, không khí nén được lấy ra từ các bình tích để làm quay các tua-bin khí (dẫn động máy phát điện) nhằm chuyển đổi năng lượng khí nén dự trữ trở lại thành điện năng. Theo Augwind, hệ thống AirBattery đạt hiệu suất 75-81%.

Được biết, theo kết quả của cuộc đấu thầu, AirBattery sẽ được sử dụng trong các nhà máy điện Mặt trời của công ty Solgreen Ltd., của Israel, sẽ tạo ra 95,6MW điện. Ngoài ra, Augwind đang làm việc với EDF Renewables Israel Ltd., trong một dự án liên quan đến một nhà máy điện Mặt trời 5 MW và một hệ lưu trữ năng lượng 20 MWh.

Giải pháp thân thiện với môi trường

Pin Lithium có thể có hiệu suất ban đầu cao hơn, nhưng chúng có một số nhược điểm rất lớn là dung lượng lưu trữ giảm dần và cần phải thay thế sau một thời gian sử dụng - một công việc đầy tốn kém. Ngoài ra, pin Lithium có chứa các thành phần hóa học, một số trong số đó không thể tái chế. Trong khi đó giải pháp của Augwind có tuổi đời hàng chục năm và thân thiện với môi trường vì chỉ dựa trên các môi chất là nước và không khí. Các hệ thống lưu trữ dạng AirBattery thân thiện với môi trường hơn nhiều so với pin hóa học, đồng thời cho hiệu suất cao và tuổi thọ cao. Ngoài ra, chúng không chứa các chất dễ cháy hoặc các chất cần xử lý đặc biệt.

Hơn nữa, các hệ thống AirBattery chiếm ít không gian lắp đặt, vì chúng được đặt dưới lòng đất. Ngoài việc lưu trữ năng lượng, Augwind còn cung cấp một giải pháp tiết kiệm năng lượng khí nén có tên là AirSmart. Các bồn chứa khí nén ngầm này tối ưu hóa thời gian hoạt động của máy nén khí, ổn định áp suất khí nén, giảm chi phí vận hành và tiết kiệm năng lượng đến 40%.

Augwind cũng sản xuất các hệ thống khí nén phục vụ mục đích thương mại; với hệ thống nén khí khổng lồ dưới lòng đất có thể tiết kiệm đến 40% chi phí cho các công ty sử dụng khí nén trong sản xuất của họ. Khách hàng hiện tại của công ty bao gồm các doanh nghiệp địa phương và toàn cầu như Pepsi, Tnuva, Strauss, Israel Aircraft Industries và Nesher Cement.

Một nhà máy điện Mặt trời công suất 5 MW sẽ sớm được xây dựng tại sa mạc Negev của Israel cùng với hệ thống AirBattery có công suất lên tới 20 MWh. Vào ban ngày, năng lượng Mặt trời sẽ tạo ra nguồn năng lượng khí nén được lưu trữ trong các AirBattery và có thể được lấy ra vào ban đêm để tạo ra nguồn điện hoàn toàn sạch. Dự án này là một thí điểm cho các nhà máy điện Mặt trời khổng lồ trong tương lai. Vừa rồi, Bộ Năng lượng Israel đã công bố kế hoạch cắt giảm 80% lượng khí thải carbon vào năm 2050 đối với tất cả các nhà máy điện hiện đang sử dụng nhiên liệu hóa thạch thuộc sở hữu nhà nước của Israel.

(theo Nauka Tehnika)