Winkelmand

Geen producten in je winkelmand.

Gecomprimeerde lucht als batterij

Je leest nu: Gecomprimeerde lucht als batterij

Een Amerikaanse startup heeft het antwoord gevonden op een groot probleem rond duurzame energie: hoe sla je de wind- en zonne-energie zo efficiënt mogelijk op? Samengeperste lucht is het antwoord, volgens SustainX.

 

SustainX uit de staat New Hampshire heeft 20 miljoen dollar kapitaal opgehaald, onder meer bij enegriegigant General Electric, om zijn vinding verder te ontwikkelen en toe te passen op grotere schaal.

Markt groeit

De behoefte aan de nieuwe vorm van energie-opslag groeit met de tijd: naarmate meer wind- en zonnekracht (van overheidswege afgedwongen of gestimuleerd) wordt ingezet voor de elektriciteitsbehoefte, ontstaan er meer pieken in het aanbod, die zich onafhankelijk van de vraag zullen voordoen. De tijdeljike opslag van elektriciteit is het enige antwoord, maar batterijen zijn daarvoor voorlopig minder geschikt door hun beroerde rendement en beperkte levensduur.

Compressie als heilige graal

Energie opslaan door lucht te comprimeren zou de duurzame productie wel eens een stuk aantrekkelijker kunnen maken, doordat het de onevenwichtigheid tussen vraag- en aanbod gladstrijkt. Windenergie die 's nachts wordt opgewekt, kan overdag worden vrijgelaten, als de vraag hoger is. SustainX heeft al een prototype laten zien van 40 kiloWattuur en werkt aan een model met een vermogen van een megaWatt, die wordt geïnstalleerd bij een elektriciteitsproducent.

Principe

Het principe van opslag via gecomprimeerde lucht is niet nieuw. Tot nu toe werd elektriciteit gebruikt om de lucht samen te drukken, die vervolgens werd opgeslagen in ondergrondse ruimten. Zodra de lucht wordt vrijgelaten, drijft die een turbine aan die weer elektriciteit opwekt. De kosten maken het aantrekkelijk: die liggen op ongeveer eentiende van wat batterij-opslag kost. Het probleem was tot nu toe het vinden van grote geschikte ondergrondse opslagruimte. Het systeem van SustainX kent dit probleem niet, doordat het bovengrondse opslagtanks inzet.

SustainX efficiënter

Met de conventionele turbine-methode zouden die tanks gigantisch groot en kostbaar zijn. Ook dat lost SustainX op, met hydraulica; een systeem van zuigers in plaats van turbines. Die zuigers doen hun werk bij uiteenlopende en tamelijk lage druk, waar een turbine is gebonden aan een smalle marge vanaf een bepaald niveau. Bovendien drukken de zuigers de lucht tot veel hogere druk samen, wat de capaciteit van de tanks vergroot. De startup belooft bovendien dat het meer mechanische energie kan omzetten in elektriciteit, bij een veel lagere druk.

Warmte probleem

Bij Natuurkunde heeft iedereen geleerd, dat de temperatuur van lucht stijgt, naarmate deze meer wordt samengedrukt en zich daardoor als het ware verzet tegen een kleiner volume. Bij de gangbare – adiabatische – compressiemethoden geldt omgekeerd, dat de temperatuur van de lucht snel daalt, zodra die wordt vrijgelaten. Ook dat vreet aan het rendement, doordat dat het volume en daarmee de druk van het koelere gas verkleint. SustainX gebruikt een isotherm proces. Eenvoudig gezegd bouwt het de druk zo geleidelijk op en af, dat de lucht warmte kan uitwisselen met de omgeving. Al met al claimt het een efficiency van 95 procent, vegreleken met 54 procent voor de gangbare systemen.

Concurrenten

SustainX is niet de enige partij die werkt aan de energieopslag met lucht. De eveneens Amerikaanse concurrent General Compression haalde onlangs nog meer dan 50 milljoen dollar op voor zijn systeem, dat een windturbine inzet om lucht samen te persen. Tot nu toe zijn er wereldwijd nog maar twee installaties in bedrijf, een in de VS en een in Duitsland, met een totale capaciteit van 440 megaWatt. De Duitse installatie staat overigens al sinds 1978 in Huntdorf, en heeft een capaciteit van 270 Mw.

Lees ook:

Elke week het beste van TechBusiness in de mail? Vraag de nieuwsbrief aan.