Det Energipolitiske Udvalg 2009-10
EPU Alm.del Bilag 42
Offentligt
Vand som energilager – vers. 3 af 21 September 2009- en effektiv lavteknologisk løsning-Et 1Km højt reservoir kan oplagre hele Danmarks elforbrug i 1½ døgn eller 10% af Danmarkselforbrug i 15 døgnAf Hans IversenIngeniør og ejer af Polar LabVindmøller producerer som bekendt strøm som vinden blæser. Den nuværende løsning på detteproblem er at sælge den overskydende effekt til udlandet. Dette system har to ulemper.For det første: Når man står i en situation hvor man skal have afsat en vare, har det naturligvis deneffekt, at det bliver købers marked. Den overskydende strøm bliver derfor solgt til en lav pris.For det andet: Jo mere el som produceres af vindkraft, jo større fordel vil det være at kunne gemmeenergien. Dels giver det forsyningssikkerhed når vinden ikke blæser. Dels giver det en økonomiskfordel, da man ikke behøver at sælge energien til spotpriser.
Energilageret kunne f.eks. se således ud. Illustrationen er ikke i skala
Hvis alle lande i Europa på et tidspunkt får en høj andel af vindenergi, bliver det måske et problem idet hele taget at få afsat den overskydende energi.Hvordan kan man lagre den overskydende energi? Brint er foreslået som energilager. Vand kanspaltes i ilt og brint ved elektrolyse (virkningsgrad ca. 68%). Energien kan udvindes igen med enbrændselscelle (virkningsgrad ca. 50%). Denne proces har dog store tab. Brint kan måske værevejen frem i transportsektoren, men for et stationært energilager, mener jeg at tabene er for store.
Hvorfor ikke bruge vand - oplagret som potentiel energi? Vandkraft er en gennemtestet energiform.Hvis man vender processen og pumper vand op i et reservoir, kan man oplagre vand som potentielenergi. Metoden behøver næsten ingen udvikling. Alle delkomponenter er kendt teknik. Et nyerevandkraftværk har en effektivitet på op til 90%. En vandpumpes effektivitet er ca. 90%.Hvordan fremstiller man sådan et energilager? En mulighed er ”vandtårnsmodellen”. Man bygger etplateau i beton eller af jord og placerer et reservoir på toppen. Det kunne være et affaldsbjerg.Plateauet kan ligge hvor som helst - også på lavt vand. Evnt. kunne man indrage en eksisterende øtil formålet.En anden mulighed er at udnytte naturlige niveauforskelle. Nu er Danmark som bekendt et ret fladtland og metoden vil derfor være mere naturlig i bjergrige lande. Og dog... Elektriciteten er joopfundet! Danmark kunne ”låne” et bjerg i Norge eller Sverige. Vi har i forvejen søkabler til beggelande. Norge har fjelde op til ca. 2,4 Km i højden. En treide mulighed er at gå i dybden og lave etunderjordisk reservoir. Måske kunne salthorste udnyttes til formålet. Jeg vurderer at det er envanskelig entreprenøropgave at gå i dybden p.g.a. jordtrykket.Man kunne bygge et bjerg i havet, et sted hvor vandet er lavt. Materialet kunne stamme fra opsugethavbundsmateriale støtet af betonvæge – tekniken fra ”Peberholm” kunne genanvendes. Ved atbygge bjerget i havet, kan materialer tilføres fra skibe.Tidliger i artiklen er der en illustration af en mulig udformning af et energilager. For at undgåtilisning, er rørføringen indbygget i bjerget og tilslutningen til havet er nogle meter undervandspejlet. Reservoiret kan overdækkes med et isolerende lag, for at undgå tilisning om vinteren.Det isolerende lag kan evnt. flyde på vandet.For at undgå at et højt bjerg kaster skygge ind over land, vil det være hensigtsmæsigt, at placerebjerget ud for en nordkyst.En spiralformet vej kunne føre op til toppen af bjerget. Når man alligevel har bygget et bjerg, kanman lige så godt placere nogle vindmøller på toppen hvor det blæser godt.
Snittegning med pumpe og turbinerum
Skal man bruge saltvand eller ferskvand? Hvis man bruger ferskvand, skal man faktisk have toreservoirer med forskellige niveauer. Kan man derimod bruge saltvand, kan havet være det enereservoir. Dette kræver at alle delkomponenter kan tåle saltvand. Ferskvandsmodellen har denfordel, at man kan tilsætte frostvæske, da systemet er isoleret. På den anden side har saltvand etlavere frysepunkt.
Hvor meget energi kan man oplagre? Vi forestiller os et reservoir i 1Km højde. Reservoiret er 1 x1Km og 50m dybt. Dette reservoir vil kunne lagre 136GWT hvilket svarer til hele Danmarkselforbrug i 1½ døgn eller 10% af Danmarks elforbrug i 15 døgn (regnet tabsfrit). Det er let atskalere disse tal. En faktor 2 i højden svarer til en faktor 2 i vandvolumen o.s.v.Jeg vil gerne opfordre til indlæg som filosoferer over behovet for energilagring nu og i fremtiden.Hvor store skal anlæg være? Hvordan ser økonomien ud? o.s.v.Denne artikel er bevidst nyhedsskadelig, således at systemet herefter ikke kan patenteres. Dervedstilles alle de mulige udbydere lige i en fremtidig konkurrence. Formålet med denne artikel er atsætte ideer og udvikling igang.Hans Iversen kan kontaktes på e-mail:[email protected]eller Tlf. 36 72 72 45
Danmarks elforbrughttp://hjem.get2net.dk/aldrich/Elforbrug.htmhttp://www.naturlig-energi.dk/Pages/N_9_frame.htm
Salthorsthttp://www.graenselandsportal.com/default.asp?objtype=artikel1&func=showdetail&id=1121&ilanguage=dansk&menuItem=menuItemA_a_3641_a_&curMenu=APumpe effektivitethttp://americanturbine.net/formulacalc/pump.htmEffektivitet af vandkraftværkhttp://www.wvic.com/hydro-works.htm
Udregning af den energi som kan oplagers i et reservoir som er 1 x 1Km og 50m dybt og som
ligger i 1Km’s højde
1 Joule er det samme som 1 Newtonmeter som er det samme som 1 Wattsekund1J=1N⋅m=1W⋅SPotentiel energi er masse * gravitationskraft * højde
Ep=m⋅g⋅hGravitationskraften (tyngdeaccelerationen) er:
g=9,82m/S2Arbejde som udføres ved at løfte 1Kg 1m op:1Kg⋅9,82m/S2⋅1m=9,82J=9,82N⋅m1KWH omregnet til Joule:1KW⋅H=3,6⋅106JReservoiret er 1 x 1Km og 50m dybt, svarende til 10000dm x 10000dm x 500dm.Massen udregnes:Dette er5⋅1010dm3svarende til 5⋅1010Kg.
Højden i meter:h = 1000m.Den potentielle energi udregnes:Ep=5⋅1010⋅9,82⋅1000=4,91⋅1014JOmregning til GWH:4,91⋅1014J=(4,91⋅1014/ 3,6⋅106)KW⋅H=1,36⋅108KW⋅H=136GW⋅HDanmarks årlige elforbrug var i 2005 33.604GWH. Det svarer til 92,06GWH/dag eller 3,83GW igennemsnit.
Tiden udregnes hvis energilageret skal forsyne hele Danmarks elforbrug:t=Ep/P=136GW⋅H/ 3,83GW=35,51HOmregning til døgn:35,51H/24H=1,48døgn
