Yenilikçi bir buhar gücü sürecine dayanan dünyanın ilk Carnot pili şu anda Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nde (DLR) geliştiriliyor. DLR tarafından geliştirilen CHEST yöntemine (Compressed Heat Energy Storage) göre çalışır.
Carnot pilleri elektriği ısı şeklinde depolar. Bunlar, yenilenebilir enerjilerden elde edilen elektriği her yerde ve güvenilir bir şekilde sağlamak için ileriye dönük bir unsurdur. Stuttgart’taki DLR Teknik Termodinamik Enstitüsü, Avrupa CHESTER konsorsiyumunun (Yenilenebilir Kaynaklardan Enerji için Sıkıştırılmış Isı Enerjisi Depolaması) bilim ve endüstri ortaklarıyla birlikte bu yenilikçi depolama çözümü üzerinde çalışıyor.
Teknik Termodinamik Enstitüsü Direktörü Prof. André Thess, “Carnot pilleri, enerji geçişi için önemli bir yapı taşı olma potansiyeline sahiptir” diye açıklıyor. “Çünkü bu tür ısı depolama sistemleri, güneş ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimindeki zamansal ve yerel dalgalanmaları telafi etmek ve pik yükleri karşılamak için yarının şebekelerine ve enerji sistemlerine özel olarak entegre edilebilir.” Bin megavat saate kadar elektrik enerjisi depolama kapasiteleriyle Carnot pilleri, örneğin Stuttgart gibi bir şehre istikrarlı bir elektrik kaynağı sağlayabilir. Bu, elektrik ve ısı enerji sektörlerinin verimli bir şekilde birleştirilmesini sağlar. Ayrıca Carnot pilleri, kullanılan malzemelerden dolayı geleneksel pillere göre daha çevre dostudur.
Yenilenebilir elektrik için ara depolama olarak ısı
Bir Carnot pili, ihtiyaç duyulmayan yenilenebilir elektriği ısıya dönüştürmek için bir elektrikli ısı pompası kullanır. Bu, geçici olarak su veya sıvı tuz gibi ucuz bir ortamda depolanır. Gerekirse, ısı, jeneratörlü bir buhar motoru gibi bir ısı motoru kullanılarak tekrar elektriğe dönüştürülebilir.
DLR araştırmacıları, termal enerji depolama alanındaki uzun yıllara dayanan deneyimleri ve teknolojik uzmanlıkları ile sistemin kalbini geliştirdiler: patentli çift kanatçıklı borulu ısı eşanjörüne sahip gizli bir ısı depolama cihazı. Bununla ilgili özel olan şey, ısı akümülatörünün aynı zamanda ısı pompası ile ısı motoru arasında bir ısı eşanjörü görevi görmesidir. Stuttgart’taki Teknik Termodinamik Enstitüsü tarafından 2013 yılında tasarlanan bu yaklaşım, basınçlı su depolama tankları gibi teknolojilere kıyasla enerji kayıplarının azaltılmasını sağladığı için teknolojik açıdan oldukça umut vericidir. Bu, daha yüksek depolama verimliliklerinin (elektrikten elektriğe) elde edilmesini sağlar.
Projedeki yeni özel geliştirmeler arasında ayrıca büyük İspanyol araştırma enstitüsü TECNALIA’nın yüksek sıcaklıklı ısı pompası ve Ghent Üniversitesi’nin ısı motoru yer alıyor.
Pilot tesisin ilk test işletimi bu yıl gerçekleşecek. Bir sonraki geliştirme adımında, bilim insanları konsepti daha geniş ölçekte test etmek istiyor.
Uluslararası Carnot Pil Geliştirme Çalıştayı
Uluslararası işbirliğinin bir parçası olarak, DLR Enstitüsü sonuçları 2. Uluslararası Carnot Pilleri Çalıştayı’nda sunacak. Araştırma ve endüstriden enerji depolama konusunda yaklaşık 100 uzman, kriterler geliştirmek, Carnot pillerinin mevcut gelişme durumunu ve rekabet edebilirliklerini değerlendirmek ve uygulama alanlarını belirlemek için sanal bir değişim için bir araya geliyor.
Carnot pilleri elektriği ısı şeklinde depolar. Bunlar, yenilenebilir enerjilerden elde edilen elektriği her yerde ve güvenilir bir şekilde sağlamak için ileriye dönük bir unsurdur. Stuttgart’taki DLR Teknik Termodinamik Enstitüsü, Avrupa CHESTER konsorsiyumunun (Yenilenebilir Kaynaklardan Enerji için Sıkıştırılmış Isı Enerjisi Depolaması) bilim ve endüstri ortaklarıyla birlikte bu yenilikçi depolama çözümü üzerinde çalışıyor.
Teknik Termodinamik Enstitüsü Direktörü Prof. André Thess, “Carnot pilleri, enerji geçişi için önemli bir yapı taşı olma potansiyeline sahiptir” diye açıklıyor. “Çünkü bu tür ısı depolama sistemleri, güneş ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimindeki zamansal ve yerel dalgalanmaları telafi etmek ve pik yükleri karşılamak için yarının şebekelerine ve enerji sistemlerine özel olarak entegre edilebilir.” Bin megavat saate kadar elektrik enerjisi depolama kapasiteleriyle Carnot pilleri, örneğin Stuttgart gibi bir şehre istikrarlı bir elektrik kaynağı sağlayabilir. Bu, elektrik ve ısı enerji sektörlerinin verimli bir şekilde birleştirilmesini sağlar. Ayrıca Carnot pilleri, kullanılan malzemelerden dolayı geleneksel pillere göre daha çevre dostudur.
Yenilenebilir elektrik için ara depolama olarak ısı
Bir Carnot pili, ihtiyaç duyulmayan yenilenebilir elektriği ısıya dönüştürmek için bir elektrikli ısı pompası kullanır. Bu, geçici olarak su veya sıvı tuz gibi ucuz bir ortamda depolanır. Gerekirse, ısı, jeneratörlü bir buhar motoru gibi bir ısı motoru kullanılarak tekrar elektriğe dönüştürülebilir.
DLR araştırmacıları, termal enerji depolama alanındaki uzun yıllara dayanan deneyimleri ve teknolojik uzmanlıkları ile sistemin kalbini geliştirdiler: patentli çift kanatçıklı borulu ısı eşanjörüne sahip gizli bir ısı depolama cihazı. Bununla ilgili özel olan şey, ısı akümülatörünün aynı zamanda ısı pompası ile ısı motoru arasında bir ısı eşanjörü görevi görmesidir. Stuttgart’taki Teknik Termodinamik Enstitüsü tarafından 2013 yılında tasarlanan bu yaklaşım, basınçlı su depolama tankları gibi teknolojilere kıyasla enerji kayıplarının azaltılmasını sağladığı için teknolojik açıdan oldukça umut vericidir. Bu, daha yüksek depolama verimliliklerinin (elektrikten elektriğe) elde edilmesini sağlar.
Projedeki yeni özel geliştirmeler arasında ayrıca büyük İspanyol araştırma enstitüsü TECNALIA’nın yüksek sıcaklıklı ısı pompası ve Ghent Üniversitesi’nin ısı motoru yer alıyor.
Pilot tesisin ilk test işletimi bu yıl gerçekleşecek. Bir sonraki geliştirme adımında, bilim insanları konsepti daha geniş ölçekte test etmek istiyor.
Uluslararası Carnot Pil Geliştirme Çalıştayı
Uluslararası işbirliğinin bir parçası olarak, DLR Enstitüsü sonuçları 2. Uluslararası Carnot Pilleri Çalıştayı’nda sunacak. Araştırma ve endüstriden enerji depolama konusunda yaklaşık 100 uzman, kriterler geliştirmek, Carnot pillerinin mevcut gelişme durumunu ve rekabet edebilirliklerini değerlendirmek ve uygulama alanlarını belirlemek için sanal bir değişim için bir araya geliyor.