Danimarka Üniversitesi’nden biri küme araştırmacı, Carnot bataryaları kullanarak termik santralleri yenilenebilir güç kaynaklarına dönüştürmek için yeni bir fikir geliştirdi. Carnot bataryası nedir?
Carnot bataryaları su, erimiş tuz ya da kaya üzere teknikleri kullanarak elektriği ısı gücü olarak saklayıp kullanabilen bataryalardır. Birebir vakitte likit sıvı, termal döngü ya da soğurma teknikleri üzere metotlarla bir arada de çalışabiliyorlar. Hasebiyle güneş ve rüzgar gücünden elde edilen fazla enerjiyi depolayarak şebekeyi dengelemek için yardımcı olabilir.
Araştırmacılar santrallerde bulunan buhar türbinleri, boylerler ve ısı değiştiricileri nedeniyle Carnot bataryalarını yerleştirmek için termik santrallerin eksiksiz bir yer olduğunu söylüyorlar. Tıpkı vakitte inverterler yerine konvensiyonel jeneratörlerin Carnot bataryaları ile kullanılmasının şebekeyi dengeleyebileceğini belirtiyorlar.
Araştırmacılar, depolama ortamı olarak kayalardan oluşan büyük bir tank ve ısı taşıyıcı olarak havayı kullanan makul bir Carnot batarya tipine odaklandılar. Geliştirdikleri konsepti 160 bar basınç ve 565 derece buhar üreten Şili’deki 300 megawatt’lık eski bir kömür santraline uyguladılar.
1.37 GWh kapasiteli ve 730 derece sıcaklığa sahip kaya yataklı bir depolama sistemi tasarladılar. Yüklemenin ve bakımın kolay olması için ısıtıcıları, valfleri ve boruları tankın zirvesine yerleştirdiler. Ayrıyeten sistemdeki ısı ve basınç kayıplarını minimize ettiler.
Sistem gündüz güneş panelleriyle şarj olurken gece güç sağlayacak formda tasarlandı. Elektrik ısıtıcısını kaya yataklı tanka; buhar jeneratörünü ise kömür santralinin türbini ve kondenserine (yoğuşturucu) bağladılar.
Sistemin performansı nasıl?
Sistem performansını tahlil eden grup 4 saatlik depolama için yılda 443 GWh, 8 saat için 797 GWh, 12 saat için 1150 GWh net güç üretildiğini gözlemledi. Ayrıyeten kapasite arttıkça sistemin daha ucuz ve verimli olduğunu tespit ettiler. Araştırmacılar sistemin konvensiyonel güç santralleri ve erimiş tuzu depolama için kullanan başka alternetifler ile rekabetçi olduğunu belirttiler.
Sistemin daha da optimize edilebileceğini söyleyen araştırmacılar geliştirdikleri usulün kömür santrallerini dönüştürmek ve karbon emisyonlarını düşürmek için yardımcı olabileceğini tabir ettiler.
Araştırmacılar doğalgaz fiyatlarının düşük kalacağı varsayılırsa, Carnot bataryaların seviyelendirilmiş depolama maliyetinin (LCOS) 66 euro/MWh‘den düşük olması halinde rekabetçi bir tahlil olacağını belirttiler.
