Thermische energieopslag houdt in dat een stof wordt verwarmd of gekoeld om energie te bewaren voor later gebruik . In de eenvoudigste vorm houdt dit proces in dat water wordt verwarmd tijdens perioden met een overvloed aan energie, dat het wordt opgeslagen en dat de opgeslagen energie later wordt gebruikt. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van opslagmogelijkheden zoals water, tanks gevuld met ijsslib, aarde of grote watermassa's onder de grond.
Thermische energieopslag, gedefinieerd als een technologie die de overdracht en opslag van warmte-energie mogelijk maakt, kan worden geïntegreerd met moderne energieoplossingen zoals zonne- en waterkracht. Tijdens daluren wordt gekoeld of verwarmd water opgewekt en opgeslagen, dat later tijdens piekuren wordt onttrokken en gedistribueerd. De opslagtank, voorzien van diffusoren aan de boven- en onderkant, bevordert de stratificatie van het water, waardoor een overgangslaag ontstaat tussen warme en koude waterzones. De kosteneffectiviteit van elektriciteit die wordt gebruikt voor thermische energieopwekking is 's nachts hoger dan overdag.
Welke soorten thermische energie zijn er?
Thermische energieopslag maakt gebruik van diverse technologieën en biedt opslagtijden variërend van uren tot maanden. Verschillende materiaaleigenschappen worden benut in toepassingen voor thermische energieopslag (TES), die op basis van thermische mechanismen in drie categorieën worden ingedeeld: voelbare warmte, latente warmte en thermochemische warmte.
1. Opslag van voelbare thermische energie is een haalbare optie om het energieverbruik en de CO₂-uitstoot te verlagen , met name in woongebouwen. Bij deze methode wordt water of gesteente gebruikt om warmte op te slaan en af te geven door de temperatuur van het materiaal te variëren.
2. Latente warmteopslagsystemen slaan energie op door de toestand van het medium te veranderen zonder de temperatuur te veranderen. Faseveranderingsmaterialen, toegepast in zonnetechnologieën en bouwmaterialen, kunnen warmte opslaan als latente warmte, waardoor de absorptie en opslag van overtollige warmte in gebouwen mogelijk wordt.
3. Thermochemische warmteopslagsystemen zijn afhankelijk van chemische reacties of sorptieprocessen op het oppervlak van het materiaal, waardoor het materiaal warmte kan absorberen of afgeven.
Zie ook : Wat is Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)?
Wat zijn de voordelen van thermische energieopslag?
Warmteopslag biedt verschillende voordelen:
- Het verlaagt piekvraag en stabiliseert de algehele vraag door energie op te slaan tijdens periodes met een lage vraag en deze vrij te geven tijdens periodes met een hoge vraag.
- It vermindert CO2 emissies en kosten te verlagen door het energieverbruik te optimaliseren in economisch gunstigere tijden, wanneer een groter aandeel hernieuwbare energie beschikbaar is.
- It verbetert de algehele energie-efficiëntie van energiesystemen.
- Het speelt daarin een cruciale rol piekscheersystemen, waarbij dalurenwarmte warmtepompen aandrijven om warmte of koude te genereren. Hierbij worden kosteneffectieve elektrische energie en restwarmte van industriële bronnen gebruikt om de belasting in het energiesysteem in evenwicht te brengen.
Zie ook: Wat is vijveropslag in een waterkrachtcentrale?
Waarom is thermische energieopslag nodig?
Veel landen geven prioriteit aan strategieën voor decarbonisatie, met de nadruk op hernieuwbare energie en een verhoogde elektrificatie, omdat deze benaderingen tot wel 90% van de emissies kunnen reduceren. De dalende kosten van hernieuwbare energie onderstrepen het belang van deze transitie. De inherente variabiliteit van hernieuwbare energiebronnen vereist echter meer energieopslag om een constante aanvoer van schone energie te garanderen tijdens perioden van schommelingen, zoals wanneer er weinig wind is of de zon niet schijnt.
Aanbevolen: Wat is een batterij-energieopslagsysteem (BESS)?
