"بطارية فائقة" تدخل الخدمة! تعرّف في مقال واحد على تخزين الطاقة بالهواء المضغوط في كهوف الملح

أخبار ar.wedoany.com، ما هو تخزين الطاقة بالهواء المضغوط؟

استغلال المساحات الجوفية والاعتماد على التكنولوجيا لتحقيق الكفاءة، يعمل تخزين الطاقة الخضراء طويل الأمد على سد الثغرات في مسار تطوير الطاقة الجديدة. محطة تخزين الطاقة بالهواء المضغوط، من خلال الدورة المركبة لتخزين الحرارة والغاز، تحقق تخزين الكهرباء في فترات انخفاض الطلب وتوليد الكهرباء في فترات الذروة. فكيف يتم ذلك بالضبط؟

يضم مشروع تخزين الطاقة بالهواء المضغوط 16 خزاناً حرارياً كروياً للماء الساخن، ويتسع كل خزان كروي لـ 3500 متر مكعب من الماء، ليبلغ الحجم الإجمالي للمشروع 56000 متر مكعب، أي ما يعادل كمية المياه في 22 مسبحاً قياسياً، وهو أكبر مصفوفة خزانات حرارية للماء الساخن من حيث السعة المفردة في مجال الهواء المضغوط في آسيا حالياً.

تتمثل وظيفة خزانات الماء الساخن في تخزين الحرارة في الماء داخل الخزانات الكروية، ثم إطلاقها عند الحاجة إلى توليد الكهرباء لتسخين الهواء المضغوط ودفع مجموعة التوليد لإنتاج الكهرباء. تعمل هذه الخزانات الكروية كأوعية ضغط عملاقة فائقة، إذ ترفع نقطة غليان الماء من 100 درجة مئوية إلى 180 درجة مئوية، مما يتيح تخزين المزيد من الطاقة الحرارية وتوليد المزيد من الكهرباء.

تُعدّ آبار حقن واستخراج الغاز ذات أكبر قطر أنبوب مفرد في مجال تخزين الطاقة بالهواء المضغوط محلياً حالياً، الممر الحيوي لتخزين الطاقة بالهواء المضغوط في كهوف الملح. وأفاد العاملون بأن معدل تدفق الهواء عبر بئر الغاز يصل إلى 2.16 مليون متر مكعب في الساعة. وقد أجرى المهندسون عليها معالجات مضادة للتآكل ومحكمة الإغلاق، بما يعادل ارتداءها "بدلة حماية مدى الحياة"، مما يتيح للبئر العمل بثبات لعقود دون تلف أو تسرب. وقد أدى ذلك إلى رفع كفاءة التنسيق بين كهف الملح ومجموعة الوحدات بشكل كبير، وجعل الهواء المضغوط "يدخل بسرعة، ويخرج بقوة، ويُخزَّن بثبات".

غرفة التحكم المركزية هي "الدماغ الذكي" لمحطة تخزين الطاقة بأكملها. على الشاشة الكبيرة، لا يمكن الاطلاع على المعاملات اللحظية لتشغيل الضواغط والمولدات على السطح فحسب، بل يمكن أيضاً رؤية حالة تخزين الهواء المضغوط في كهف الملح على عمق 1000 متر تحت الأرض بوضوح تام. تتجمع جميع المعاملات الرئيسية هنا، حيث يراقبها موظفو التشغيل والصيانة بنقرة واحدة ويقومون بالتنسيق الموحد.

من تخزين الهواء عالي الضغط وإطلاقه، إلى استرداد الطاقة الحرارية في نظام تخزين الحرارة واستخدامها، وصولاً إلى الضبط الدقيق لمجموعة التوليد، يتيح كل ذلك لهذه "البطارية الفائقة" التعامل بمرونة مع متطلبات أحمال الشبكة الكهربائية المعقدة والمتغيرة، وتحقيق تشغيل عالي الكفاءة وآمن ومستقر.

لماذا يتم اختيار كهوف الملح لتخزين الطاقة بالهواء المضغوط؟

قد يجد الكثيرون أن استخدام التجاويف الجوفية لمناجم الملح المستنفدة لتخزين الطاقة بالهواء المضغوط أمر غير مألوف. فلماذا يُستخدم كهف الملح لتخزين الطاقة بالهواء المضغوط؟ وما هي مزاياه في ضغط الهواء؟

يتشكل كهف الملح أثناء عملية استخراج الملح، حيث يُضخ الماء العذب إلى منجم الملح الجوفي لإذابة بلورات الملح تحت الأرض وتحويلها إلى محلول ملحي، ثم يُستخرج هذا المحلول لتصنيع الملح. ومع استمرار ذوبان منجم الملح الجوفي، تتشكل تدريجياً تجاويف جوفية ضخمة. ونظراً لأن الملح يتمتع بإحكام عالٍ للغاية ولا يسمح بتسرب الغاز، فقد أصبح الخيار الأمثل لتخزين الهواء المضغوط.

تتمثل عملية توليد الطاقة بتخزين الهواء المضغوط في أنه خلال فترات انخفاض الطلب على الكهرباء، تُستخدم الطاقة الكهربائية الفائضة من الشبكة لتشغيل الضواغط، التي تضغط الهواء عند الضغط الجوي إلى أكثر من 130 ضغطاً جوياً، ثم يُحقن في كهوف الملح الجوفية للتخزين. وفي الوقت نفسه، يُسترد عبر نظام تخزين الحرارة الطاقة الحرارية الناتجة عن الضغط؛ وعند حلول فترات ذروة الطلب على الكهرباء، يُطلق الهواء عالي الضغط من كهف الملح بسلاسة لتشغيل مجموعة التوليد وإنتاج الكهرباء. لا تتطلب العملية بأكملها حرق أي وقود أحفوري، مما يحقق فعلياً انبعاثات كربونية صفرية، وكأنها "بطارية فائقة" مصممة خصيصاً للشبكة الكهربائية.