1

RESUMÉ: ENERGILAGER

Til EIC til eksternt brug.

Vedr. Resumé af slutrapportering.

Søren O. Lind, 14-05-2020

INDLEDNING: 2

BILLEDER FRA PROJEKTET: 3

KONKLUSION 7

2

Indledning:

Energiproduktionen fra kraftværker har klassisk set været koblet til markedsbehovet. I takt med

behovet, blev der skruet op eller ned for produktionen. Med introduktion af alternative energikilder

såsom sol og vind, blev der introduceret energikilder på el nettet, hvor energiproduktionen er afkoblet

fra behovet. Så længe energiproduktionen fra disse alternative energikilder er begrænset giver dette

ikke problemer, da eksisterende kraftværker stadig vil kunne kompensere for

produktionsfluktuationerne. Men med den senere tids øgede miljøfokus, og den heraf kraftigt øgede

energikapacitet fra alternative energikilder, er der opstået et behov for også med disse energikilder at

kunne koble energi behov med energi produktion. En måde at gøre det på er at lægge energi på lager

når produktionen fra alternative energikilder overstiger behovet, og tappe det fra lageret igen når

situationen er omvendt. Med andre ord introduktion af et batteri i el systemet.

Og det er netop et batteri der er blevet testet i de forsøgskørsler der er foretaget på DTU campus

Risø. Ikke af den kemiske -, men af den termiske type. Elektrisk energi bliver benyttet til at opvarme

luft under tryk, og energien bliver efterfølgende afsat i sten i et isoleret lager. I et fuldt funktionsdygtigt

system, kan varmen i stenene igen blive afsat i luft, som efterfølgende bliver diffunderet henover

skovlhjulene i en gasturbine som er koblet til en generator. På denne måde vil den termiske energi

igen blive omsat til elektricitet.

Den forsøgsrække der er foretaget på DTU, har haft fokus rettet udelukkende på det termiske

energilager. Et nedskaleret energilager er blevet designet og bygget, og formålet har været at

verificere nøglestørrelser som trykfald og temperaturgradienter under drift af anlægget. Dette notat

indeholder billeder og konklusioner fra projektet. Yderligere er der lavet rapport til arbejdsgruppen og

SST blevet forsynet med måledata fra forsøgene til validering af deres model.

Arbejdsgruppen bestod af:

• SST (Stiesdal Storage Technology)

• FRECON

• Welcon

• DTU Wind

Projektet er blevet faciliteret af:

EIC

Projektet som helhed er blevet støttet af:

De specifikke forsøg vedrørende stål og grus som lagringsmedie er blevet støttet af:

3

Billeder fra projektet:

Figur 1: Samlingstegning af energilager.

Figur 2: Fræsning af pak flader under fabrikation af energilager.

4

Figur 3: Indre cylinder (liner) af rustfri stål, med plads til ca. 200 kg granit skæver.

5

Figur 4. Komplet forsøgsopstilling. Rørføring mellem udgang på luftvarmer og indgang til

energilager er markeret.

Figur 5. Forsøgsopstillingen er designet til enkeltmands håndtering ved udskiftning af sten.

Energilager.

Luftvarmer.

Målesystem.

Målesystem.

6

Figur 6. Energilager åbnet ved fyldning af kammer inden målekampagne.

Figur 7. Målekampagne med online monitorering.

7

Konklusion

Der var fra starten af projektet fokus på 2 forhold der skulle undersøges – tryktabet og

temperaturgradienten. De 2 emner er ikke afkoblet fra hinanden, idet reduktion af kornstørrelse på den

ene side giver en større temperaturgradient, men på den anden side øger tryktabet i energilageret.

Det er dog muligt at dele konklusionen op i 2 hovedafsnit omhandlende hver af emnerne, da den type

af medie der i sidste ende vil anvendes i et full scale energilager, vil blive udvalgt på baggrund af en

LCOE beregning. Og her skal både indkøb, konstruktion, infrastruktur, serviceudgifter og

driftsindtægter indgå i beregningerne. Det er et emne der under alle omstændigheder ligger uden for

de undersøgelser, der er behandlet i dette projekt.

Tryktab:

De tryktab der er fundet under forsøgene var markant mindre en tidligere udførte beregninger. Det er

positivt, da et mindre tryktab giver højere virkningsgrad.

Ligeledes blev der foretaget udvidede forsøg for at finde en sammenhæng mellem flow hastighed og

tryktab i energilageret.

Temperaturgradient:

Det blev eftervist at det var muligt at optimere temperaturgradienten ved at reducere størrelsen på

stenene for grå granit. Omkostningen var et større tryktab. Dette var som forventet, og nu ligger der

forsøgsdata til at understøtte dette, samt størrelser på de fundne forskelle.

Ligeledes blev der set på andre materialer end granit, og den største temperaturgradient blev fundet

ved kørsel med stål grit, hvor det dog skal bemærkes at tryktabet var markant højere end ved kørsel

med selv den mindste type grå granit.

En enkelt af de forsøg som projektet blev udvidet med undervejs, vil dog kræve yderligere

undersøgelser inden der kan konkluderes. Der er ikke fundet svar på hvorfor temperaturgradienten er

større, når flowretningen ændres, og energilageret fødes fra bunden.

Der blev i projektet ikke fundet forhold som er problematiske i forhold til yderligere modning af

teknologien.