Foto: Claus Lunau

Energilagring i sten: Gode resultater fra testanlæg

tirsdag 03 dec 19

Kontakt

Kurt Engelbrecht
Seniorforsker
DTU Energi
46 77 56 49

Om testanlægget

Testanlægget på Risø Campus er en del af projektet ’HT-TES – High Temperature Thermal Energy Storage’, som er et samarbejde mellem SEAS-NVE (projektleder), DTU Energi, Aarhus Universitet, Dansk Energi, Rockwool og Energinet. Idéen til lagring af energi i sten er hentet fra bl.a. den danske opfinder og forretningsmand Henrik Stiesdal. Det rådgivende ingeniørfirma Niras bidrog til konstruktionen af energilageret. HT-TES er støttet af Energiteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram (EUDP).

WWW.EASETECH.DK

Fakta om energilagring i sten

  • Anlægget er billigt at konstruere.
  • Materialet, hvor energien lagres, er svensk diabas, som er en lettilgængelig bjergart.
  • Hvor batterier slides af gentagne op- og afladninger, slides sten ikke ved gentagen opvarmning og afkøling.
  • Stenlageret er bedst egnet til korttidslagring af energi, dvs. mellem et par dage og op til en uge, da der løbende sker et varmetab til omgivelserne.
  • Et anlæg forventes at have lang levetid.
  • Det er en sikker teknologi, der ikke belaster miljøet med kemikalier el.lign. Det eneste udslip, der kan ske, er udslip af varm luft.
Efter knap et års test med at lagre strøm i sten er teknologien nu klar til opskalering. Testanlægget overraskede forskerne med en uventet egenskab.

I det fossilfrie samfund skal vi kunne lagre strøm fra vedvarende energikilder som vindmøller og solceller, så vi har elektricitet dag og nat, uanset vind og vejr. Gennem 2019 har forskere testet lagring af strøm i sten på DTU Risø Campus. Testene er foregået i et forsøgsanlæg, som viser så gode resultater, at forskerne er klar til opskalering af anlægget, fortæller seniorforsker Kurt Engelbrecht fra DTU Energi.

”Vi har vist, at vi kan opvarme et stenlager med overskudsstrømmen fra vindmøller og gemme strømmen som varme i stenene. Når vi senere har brug for energien, kan vi udvinde den fra stenene igen,” siger Kurt Engelbrecht om forsøgsanlægget, der også overraskede forskerne med en uventet egenskab:

”Vi fandt ud af, at vores anlæg reagerer meget hurtigt. På kun seks minutter kan det levere op til 90 pct. af den maksimale effekt, som kan udvindes fra anlægget. Det kan udnyttes til bl.a. hurtige justeringer af elsystemet, når der f.eks. sker pludselige forandringer i efterspørgslen på elektricitet, da vores anlæg kan reagere hurtigere end konventionelle kraftværker.”

Klar til opskalering

Forskerne ved DTU Energi har siden 2016 arbejdet med energilagring i sten og har været gennem flere designidéer til stenlageret, før de besluttede sig for det nuværende design med at samle en stenbunke i en halvkugleformet betonskal gravet delvist ned i jorden.

Kurt Engelbrecht vurderer, at princippet med at lagre strøm i sten nu er blevet demonstreret, og at teknologien er klar til at blive skaleret op til et større anlæg, hvor forskerne kan afprøve flere idéer til optimering.

”Vi vil gerne prøve at integrere en varmepumpe, så vi bruger mindre elektricitet til opvarmning af stenene.Vi vil også gerne optimere på selve udvekslingen af varme i stenlageret ved at kigge nærmere på, hvordan luften bevæger sig og fordeler sig mellem stenene, og vi kan også undersøge flere måder, hvorpå vi reducerer tab af varme, mens energien er lagret i stenene,” siger Kurt Engelbrecht.

Nyt fokus på gammel idé

At bruge sten til at lagre energi er en idé, der er beslægtet med de såkaldte carnotbatterier, opkaldt efter den franske fysiker Sadi Carnot, der anerkendes for sin udforskning af termodynamikken i begyndelsen af 1800-tallet. I et carnotbatteri lagres energien i vand eller flydende salt, og i dag eksperimenteres der rundtom i verden med carnotbatterier som energilagringsløsninger. Det har fanget opmærksomheden hos Det Internationale Energiagentur (IEA), der netop har foreslået at nedsætte en ny arbejdsgruppe, der skal kigge nærmere på carnotbatterierne. Kurt Engelbrecht har modtaget en invitation til at deltage i arbejdsgruppen som leder af en af gruppens delopgaver, fortæller han:

”Helt overordnet skal arbejdsgruppen samle de internationale erfaringer med energilagring i carnotbatterier og kigge på teknologiens rolle i fremtidens energisystem, hvor større mængder vedvarende energi skal integreres,” siger Kurt Engelbrecht.

Sådan lagrer vi vindmøllestrømmen i sten

I det fossilfrie samfund skal vi kunne lagre strøm fra vedvarende energikilder. Forskere ved DTU Energi har testet lagring af strøm i sten. Læs mere på side 28 om resultaterne

  1. Overskudsstrøm fra vedvarende energikilder føres til et anlæg med et stenlager. Her anvendes strømmen til at opvarme luft. Det sker efter samme princip som i en føntørrer: En blæser skubber luft forbi et varmeelement. Både blæseren og varmeelementet i anlægget kører på vindmøllestrøm.
  2. Den varme luft føres ned i stenlageret, som er en isoleret beholder af beton. I testanlægget på DTU Risø Campus har beholderen en diameter på to meter. I et fuldskalaanlæg kan beholderen få en diameter på 20-40 meter.
  3. Beholderen er fyldt med små sten af svensk diabas. Stenene har en diameter på 8-11 mm. Stenene opvarmes til 600 °C. Lagringskapaciteten i testanlæggets stenlager er 1 MWh.
  4. Når energien skal udvindes, blæses kold luft ned i bunden af stenlageret. Luften bevæger sig op gennem stenene, der afgiver deres varme, og den opvarmede luft føres ud af stenbeholderen.
  5. Den varme luft kan bruges direkte i industrien til virksomheder, der har brug for høje temperaturer i produktionen til f.eks. opvarmning af ovne, materialer el.lign. Eller luften kan bruges til opvarmning af vand, som enten kan indgå i fjernvarmesystemet eller udnyttes til produktion af ny elektricitet fra dampturbiner.

Relaterede Videoer  

video thumbnail image

video thumbnail image

video thumbnail image

video thumbnail image

Vis flere