Енергія стисненого повітря в Закарпаття: використання насьогодні лише в побутовому секторі

Широко використовується в промисловості, на транспорті, побуті, спорті тощо для накопичення енергії, створення запасу повітря в малому об'ємі, як пневматична пружина. Як джерело енергії стиснене повітря знаходиться в одному ряду з електроенергією, природним газом і водою, хоча особливості отримання та зберігання одиниці енергії, запасеної в стислому повітрі, роблять його дорожчим, ніж енергію, запасена в будь-якому з трьох зазначених ресурсів. Істотною проблемою систем на стисненому повітрі є втрати енергії, викликані нагріванням повітря при стисненні і охолодженням при розширенні. Для їх зменшення скорочують термін між компресією повітря та його використанням або застосовують рідину як тепловий акумулятор. Простота рекуперації енергії в системах на стисненому повітрі обумовлює інтерес конструкторів. Сховище енергії на стисненому повітрі — виріб, призначений для зберігання енергії за рахунок стисненого повітря. Сховище енергії на стисненому повітрі зазвичай використовується у електромережах для відбору надлишків енергії з електромережі у період низького навантаження та живлення споживачів у період пікового навантаження. Завод працює у добовому циклі, закачуючи повітря вночі та випускаючи вдень. Підігрівання стисненого повітря з використанням природного газу або геотермального тепла для збільшення кількості енергії вивчалось Відомими науковими інститутами світу. Маломасштабні системи сховищ енергії на стисненому повітрі також використовуються для руху транспорту або запуску двигунів внутрішнього згорання. Сховище енергії на стисненому повітрі також можуть бути використані у меншому масштабі для автомобілів та локомотивів з пневмодвигунами з використанням міцних балонів з вуглеволокна. Тим не менше для збереження енергії балон повинен бути ізольований від оточуючого середовища для уникнення втрат енергії з теплом, яке виділяється при стисненні повітря. При стисканні повітря у відповідності до рівняння стану ідеального газу нагрівається, а при розширенні стиснене повітря відповідно охолоджується. Якщо тепло, яке виділяється при стисканні зберігати певним чином і використати для підігріву повітря, яке розширюється, то коефіцієнт корисної дії сховища енергії на стисненому повітрі значно збільшиться. За способом поводження з теплом, яке виділяється/споживається, сховища енергії на стисненому повітрі поділяються на адіабатичні, діабатичні та ізотермічні: - Адіабатичне сховище зберігає тепло, вироблене при стисненні повітря, і використовує його для підігрівання повітря, яке розширюється для вироблення енергії. - Діабатичне сховище розсіює тепло, отримане в результаті стиснення повітря, в атмосферу через проміжні охолоджувачі між ступенями компресорів (наближаючись таким чином до ізотермічного стиснення). При виході повітря зі сховища температура повітря є індикатором кількості енергії, яка залишається у сховищі. - Ізотермічне. Підхід ізотермічного стискання та розширення полягає у підтримці робочої температури постійною за рахунок обміну з оточуючим середовищем. Ізотермічне сховище практичне лише для малої кількості енергії без ефективних теплообмінників. Теоретичний ККД ізотермічного сховища 100 % при ідеальному теплообміні. Сховище стисненого повітря — одна з найбільш важливих характеристик, яка визначає економічну ефективність, щільність енергії та гнучкість. У залежності від термодинамічних умов сховища поділяються на: - Сховища з постійним об'ємом (печери, надземні споруди, підземні водоносні горизонти, балони суден, автомобільних додатків). - Сховища з постійним тиском (підводні контейнери). Транспортні засоби на стислому повітрі — транспорт, що приводяться в рух пневмодвигунами, які використовують як «пальне» потенціальну енергію стисненого повітря, запасеного в балонах. Замість суміші палива з повітрям і її спалювання в двигуні з подальшою передачею енергії поршням від гарячих газів, у транспортних засобах на стисненому повітрі передача енергії поршням здійснюється безпосередньо від стисненого повітря. Пневматичний двигун (від грец. pnéuma — подих, повітря); пневмодвигун, пневмомотор — двигун, що працює на перетворенні енергії стисненого повітря в механічну роботу. Шандор Федір