Systemanalyse af Compressed Air Energy Storage - Balmorel

More documents

Recommendations

Info

for højt, da det kan ødelægge kavernen, men bør ikke være for lavt da det vil forringe udnyttelsen af lagerpladsen. Efter lageret ledes luften gennem en ventil. Her drøvles luften, inden den sendes videre gennem ekspansionstrinnet. Det er antaget, at der drøvles ned til lagerets minimumtryk på 50 bar. I scenarie 1 og 2, hvor der bruges fjernvarme til kompressionstrinnet, antages en fremløbstemperatur på 120 °C og en returtemperatur på 50 °C. Trykket er omkring 4 bar for at sikre, at vandet ikke fordamper. 6.2 Definition af CAES-typer På figur 8 er vist komponentdiagrammer for de tre scenarier. Kompressortrinnet består af et endnu ikke bestemt antal kompressorer og varmevekslere. Ligeledes består ekspansionstrinnet af et endnu ikke bestemt antal kompressorer og varmevekslere/brændere. Diagrammet til venstre viser både scenarie 1 og 2. I scenarie 1 kommer varmeinputtet fra naturgas og i scenarie 2 kommer det fra fjernvarme. Qud M Luft ind K T figur 8: Komponentdiagram af de tre CAES-scenarier. Til venstre er anlægget fra scenarie 1 og 2. Til højre er det fra scenarie 3. Det antages, at tryktabet over brændere og varmevekslere er 3 % [8 (s. 94)] af indløbstrykket. Effektiviteten af varmevekslere antages i scenarie 1 og 2 at være 0,8. I scenarie 3 vil den være højere, men dette beskrives i det respektive afsnit. Kompressorernes mekaniske virkningsgrad antages at være 99 % [8 (s. 66)]. Trykforholdet over kompressorerne vil være konstant for den respektive model og det samme gælder for turbinerne. 6.2.1 Scenarie 1 L Luft ud G Qind Det første anlæg der bliver optimeret, er en udvidelse af de klassiske CAES-anlæg i Huntorf og McIntosh. I dette scenarie udnyttes varmen fra kompressionstrinnet til opvarmning af fjernvarmenettet i stedet for at køle kompressorerne. I ekspansionstrinnet varmes luften op ved brug af naturgas, ligesom det sker på de to kendte anlæg. Anlægget deles i første omgang op i to dele: kompressionstrinnet og ekspansionstrinnet. På både kompressions- og ekspansionstrinnet vil der optimeres på 18 M Luft ind K T VL Q L Luft ud G
antallet af komponenter. På ekspansionstrinnet vil der yderligere blive undersøgt, hvordan brændertemperaturen påvirker exergivirkningsgraden og naturgasforbruget. Efter en kompressor vil der følge en varmeveksler. På figur 9 er vist exergivirkningsgraden som funktion af antallet af kompressorer. Exergivirkningsgrad 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 Exergivirkningsgrad som funktion af antallet af kompressorer 2 3 4 5 Antal kompressorer 19 Ex lager ind Ex ventil ud figur 9: Exergivirkningsgraden for kompressionstrinnet som funktion af antallet af kompressorog varmevekslertrin Exergivirkningsgraden for kompressionstrinnet stiger ved brug af flere kompressorer i serie. Det anes dog, at hældningen begynder at flade ud og antallet af kompressorer begrænses derfor til fem. Figuren viser exergivirkningsgraden to steder i anlægget. Det ene sted er efter sidste varmeveksler i kompressionstrinnet, altså lige inden luften ledes ned i lageret. Det andet sted er efter ventilen, hvor der drøvles ned til 50 bar. Det ses, at exergivirkningsgraden for kompressionstrinnet falder med 8-9 %-point ved drøvlingen. Der vil forekomme exergitab i en varmeveksling, fordi den højeste temperatur ud af varmeveksleren vil være lavere end den højeste ind i varmeveksleren. Når differencen mellem temperaturerne af det kolde og varme medie falder, vil exergitabet også falde. Ved at have flere kompressorer reduceres den høje temperatur af det varme medie og exergitabet reduceres dermed. På figur 10 er vist exergivirkningsgraderne for ekspansionstrinnet ved forskellige antal turbine/brænder-par. Der er i modellen brugt en brændertemperatur på 1100 °C. Det vil medføre, at røggassen efter sidste turbine vil have en høj temperatur. Der er af den grund indsat en rekuperator efter sidste turbine, der varmer luften op mellem ventilen og første brænder. I et forsøg på at udnytte en større del af exergien i røggassen kan der tilføjes en varmeveksler efter rekuperatoren. Denne varmeveksler bruger exergien i luften til at varme fjernvarmevand, inden luften ledes ud af anlægget. I det følgende vil der blive optimeret på ekspansionstrinnet. Som det kan ses på figur 10 falder exergivirkningsgraden ved højere antal turbiner. Der er ligesom for kompressoren valgt at teste brugen af 2-5 af de respektive komponenter. Følges grafen ned til en enkelt turbine, vil denne have en endnu højere exergivirkningsgrad. Flere komponenter medfører flere tryktab. Et system med kun én turbine vil medføre
Page 1: Systemanalyse af Compressed Air Ene
Page 5: Resume I fremtiden skal en større
Page 9: Nomenklatur A Annuitet c Specifik
Page 12 and 13: 9.2.9 Udskiftning af eksisterende K
Page 14 and 15: 2. Problemformulering Udgangspunkte
Page 16 and 17: potentielle lokaliteter til CO2-lag
Page 18 and 19: Ud af de timer, i 2007, hvor elpris
Page 20 and 21: 5.1 Huntorf Som nævnt i forrige af
Page 22 and 23: I de følgende afsnit beskrives for
Page 24 and 25: Kompressorerne tryksætter luften,
Page 26 and 27: foretrække, idet der skal spilles
Page 30 and 31: et trykforhold over turbinen på 50
Page 32 and 33: 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40
Page 34 and 35: 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0
Page 36 and 37: 7. Balmorel 7.1 Introduktion Balmor
Page 38 and 39: P [kW per kg/s] 700 600 500 400 300
Page 40 and 41: 7.3.2 Scenarie 2 Kompresionstrinnet
Page 42 and 43: Systemernes udetid er en integreret
Page 44 and 45: Bortfalder CO2-afgiften helt fra en
Page 46 and 47: Første og sidste dag i ugen er and
Page 48 and 49: 9.2.1 Varmeområde Varmeprisen i om
Page 50 and 51: 9.2.3 Implementering i område 3 og
Page 52 and 53: Den installerede effekt af anlægge
Page 54 and 55: Da en udnyttelse af det allerede in
Page 56 and 57: 10.1.1 Generel produktion Det ses a
Page 58 and 59: 10.2.3 Installeret effekt Anlægget
Page 60 and 61: som før. Købs- og salgspriserne p
Page 62 and 63: Årlig produktion [GWh/år] Uden pa
Page 64 and 65: 13. Matlabmodel af CAES-anlæggenes
Page 66 and 67: Den installerede effekt på kompres
Page 68 and 69: men i stedet som en kombination af
Page 70 and 71: andet lige, blive påvirket, hvis p
Page 72 and 73: Balmorel kunne få elpriser med lig
Page 74 and 75: 15. Bæredygtig fremtid Danmark har
Page 76 and 77: producenter som vind- og vandkraft.
Page 78 and 79:
18. Kildehenvisninger [1] “Aftale
Page 80 and 81:
19. Bilag 70
Page 82 and 83:
Bilag II - Nomenklatur for komponen
Page 84 and 85:
mængde luft i lageret og minimumsm
Page 86 and 87:
Bilag IV - Parameterkilder I tabell
Page 88 and 89:
Bilag VI - Anlægsdata Scenarie 1-a
Page 90 and 91:
Bilag VII - Økonomi Scenarie 1 (11
show all

Systemanalyse af Compressed Air Energy Storage - Balmorel

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?