Британский консорциум разработал систему Prisma, которая хранит тепловую энергию в форме жидкого воздуха для обеспечения сжатым воздухом на месте через резервуар для хранения скрытой энергии, заполненный материалом с фазовым переходом. Ожидается, что приведенная стоимость хранения составит 114 фунтов стерлингов (143,10 доллара США) за МВтч.

Министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии Великобритании (BEIS) предоставило 350 000 фунтов стерлингов консорциуму, в который входят Бирмингемский центр хранения энергии (BCES), Aggregate Industries и Innovatium, разработчик систем хранения энергии в жидком воздухе (LAES).

«Финансирование будет использовано для того, чтобы перевести инновационную систему снижения пиковых нагрузок за счет интегрированного хранения и управления воздухом (Prisma) от испытаний в лабораторных масштабах до демонстрационного уровня на заводе Aggregate Industries Cauldon Cement Works», — говорится в заявлении BCES. «Это станет ключевым шагом на пути к полной коммерциализации системы Prisma».

«Системы Prisma будут производиться с целью установки первой промышленной системы без счетчика в начале 2023 года», — сказал директор BCES Юлонг Дин.

Система LAES хранит тепловую энергию в форме жидкого воздуха для обеспечения сжатым воздухом на месте и работает через резервуар для хранения скрытой энергии, заполненный материалом с фазовым переходом (PCM), разработанным и испытанным Innovatium в сотрудничестве с Университетом Бирмингема. Он применяется в существующей сети сжатого воздуха, эксплуатируемой Aggregate Industries. PCM могут поглощать, накапливать и выделять большое количество скрытого тепла в определенном диапазоне температур и часто использовались на исследовательском уровне для охлаждения фотоэлектрических модулей.

Материалы PCM, используемые для хранения энергии жидкого воздуха, работают при криогенных температурах ниже -150 C. Они накапливают и выделяют огромное количество тепловой энергии между циклами замораживания и плавления.

«Innovatium's в настоящее время работает с исследователями из Университета Бирмингема и Стратклайда над разработкой специального состава, который не разлагается со временем и является более безопасным и экологически чистым, чем обычные батареи», — сказал Дин.

Были разработаны два ПКМ с температурой фазового перехода около -100°С и -160°С. ПКМ представляют собой композитные материалы, обычно изготавливаемые из ПКМ, материала для стабилизации конструкции и материала для улучшения теплопередачи.

Во время фазы зарядки, которая происходит в непиковые часы, система использует избыточную электроэнергию из возобновляемых источников энергии и сохраняет ее в виде жидкого воздуха посредством процесса сжижения воздуха. В ходе этого процесса жидкий воздух сжимается, охлаждается в холодильной камере с насадкой, сжижается за счет хранящегося в камере PCM холода и, наконец, во время выгрузки он расширяется для производства сжатого воздуха.

Холодная энергия жидкого воздуха также сохраняется во время разряда для повторного использования в процессе сжижения для снижения энергопотребления. Эта технология может применяться для выработки электроэнергии в турбодетандере в сочетании с теплоаккумулятором или источником тепла.

Система Prisma использует жидкий воздух в качестве носителя энергии, который в 700 раз плотнее окружающего воздуха.

«Эта система может обеспечить часами резервный сжатый воздух для промышленных потребителей и выступать в качестве большого буферного хранилища, которое позволяет воздушным компрессорам работать более эффективно за счет снижения неэффективности частичной нагрузки, характерной для всех систем сжатого воздуха», — подчеркнул Дин.