Một hệ thống phát điện đột phá cung cấp năng lượng cho lưới điện Căn cứ Không quân

Lần đầu tiên, điện được phân phối thông qua carbon dioxide siêu tới hạn được nung nóng.
Một hệ thống phát điện đột phá cung cấp năng lượng cho lưới điện Căn cứ Không quân
Nhóm Sandia đã cố gắng kết nối hệ thống mới của họ với lưới điện.
  • Phương pháp này cho đến nay đã thành công trong việc bổ sung 10 kilowatt vào lưới điện.
  • Các nhà nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ thang máy để tạo ra hệ thống.
  • Hiện họ đang cố gắng để nó hoạt động ở nhiệt độ cao hơn.

Lần đầu tiên, Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia đã sử dụng carbon dioxide siêu tới hạn được nung nóng thay vì hơi nước để tạo ra điện, theo một thông cáo báo chí của tổ chức. Bước đột phá xảy ra tại lưới điện của Căn cứ Không quân Sandia-Kirtland.

Một vật liệu ổn định không độc hại

Tổ chức này mô tả carbon dioxide siêu tới hạn là một vật liệu ổn định, không độc hại, chịu nhiều áp suất đến mức nó hoạt động giống như cả chất lỏng và khí. Bởi vì nó nằm trong hệ thống và không được thải ra dưới dạng khí nhà kính, nó có thể nóng hơn nhiều so với hơi nước (1290 độ F hoặc 700 độ C). Những nhiệt độ này cho phép nó biến nhiệt từ các nhà máy điện thành năng lượng hiệu quả hơn nhiều.

Rodney Keith, người quản lý cho biết: “Chúng tôi đã cố gắng đạt được mục tiêu này trong nhiều năm và để có thể chứng minh rằng chúng tôi có thể kết nối hệ thống của mình thông qua một thiết bị thương mại với lưới điện là cầu nối đầu tiên để phát điện hiệu quả hơn”. cho nhóm khái niệm tiên tiến làm việc trên công nghệ.

“Có thể đó chỉ là một cây cầu phao, nhưng nó chắc chắn là một cây cầu. Nghe có vẻ không quá quan trọng, nhưng đó là một con đường khá lớn để đến được đây. Bây giờ chúng ta có thể qua sông, chúng ta có thể đi được nhiều thứ hơn nữa ”.

Vào ngày 12 tháng 4, nhóm kỹ sư Sandia đã thành công trong việc làm nóng hệ thống CO2 siêu tới hạn của họ lên 600 độ F và sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho lưới điện. Chúng tạo ra 10 kilowatt điện có vẻ không nhiều nhưng là bước đầu tiên quan trọng.

A groundbreaking power-generating system delivers electricity to an Air Force Base electrical grid

Nhóm Sandia đã lấy cảm hứng từ cách thang máy sử dụng năng lượng.
Nguồn: urfinguss/iStock 

Darryn Fleming, trưởng nhóm nghiên cứu về dự án chia sẻ "Chúng tôi đã khởi động thành công tuabin-máy phát điện-máy nén khí của mình trong một chu trình CO2 Brayton siêu tới hạn đơn giản ba lần và có ba lần tắt máy có kiểm soát, và chúng tôi cung cấp điện vào lưới điện Sandia-Kirtland đều đặn trong 50 phút ".

“Điều quan trọng nhất của cuộc kiểm tra này là chúng tôi đã khiến Sandia đồng ý nắm quyền. Chúng tôi đã mất nhiều thời gian để có được dữ liệu cần thiết để cho phép chúng tôi kết nối với lưới điện. Bất kỳ người nào điều khiển lưới điện đều rất thận trọng về những gì bạn đồng bộ với lưới điện của họ vì bạn có thể làm gián đoạn lưới điện. Bạn có thể vận hành các hệ thống này cả ngày và đổ điện vào các ngân hàng phụ tải, nhưng việc đưa ngay cả một ít điện vào lưới cũng là một bước quan trọng ”.

Thử nghiệm với các bộ phận của thang máy

Vào mùa thu năm 2019, Fleming bắt đầu thử nghiệm kết nối hệ thống CO2 siêu tới hạn vòng kín của Sandia với lưới điện. Để làm được điều này, ông đã lấy cảm hứng từ thang máy chuyển đổi năng lượng tiềm năng được lưu trữ trong những chiếc xe nâng của họ trở lại thành điện năng cho lưới điện.

Kết quả cuối cùng là nhóm Sandia đã điều chỉnh thiết bị điện tử công suất thương mại từ một công ty linh kiện thang máy để kiểm soát nguồn cấp từ vòng thử nghiệm của họ vào lưới điện.

Logan Rapp, một kỹ sư cơ khí của Sandia tham gia thử nghiệm cho biết: “Thành tựu ở đây là kết hợp hệ thống với thiết bị điện tử công suất tiên tiến và đồng bộ hóa nó với lưới điện. “Chúng tôi chưa bao giờ làm điều đó trước đây; chúng tôi luôn đi đến các ngân hàng tải. "

Sau thử nghiệm thành công này, nhóm nghiên cứu hiện đang nghiên cứu sửa đổi hệ thống để nó có thể hoạt động ở nhiệt độ 1000 độ F trở lên. Đây có thể nào là tương lai của điện?

Tiến Phát
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM