Grawitacyjne magazynowanie energii z wykorzystaniem szybów pogórniczych

• Autorzy: Hulak Dominik , Remiorz Leszek

Warianty tytułu

EN

Gravity energy storage using post-mining shafts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wzrost udziału źródeł odnawialnych w strukturach wytwarzania energii elektrycznej pociąga za sobą konieczność jej magazynowania. Jedną z proponowanych w ostatnich latach technologii, której potencjał może być szczególnie duży na terenach pogórniczych, są grawitacyjne magazyny energii. Artykuł analizuje dwa rozwiązania techniczne magazynów grawitacyjnych przeznaczonych dla szybów górniczych, najczęściej opisywanego układu jednoelementowego oraz oryginalnego rozwiązania wieloelementowego. Główną wadą rozwiązania jednoelementowego jest jego pojemność, która nie pozwala na optymalne wykorzystanie potencjału szybu górniczego. Problem ten nie występuje w proponowanym rozwiązaniu wieloelementowym, przez co możliwa byłaby konstrukcja magazynów o większych pojemnościach, mieszczących się w zakresie od 3,14 do 110 MWh. W pracy określono wpływ czynników takich jak głębokość i średnica szybu, gęstość materiału i ilość elementów czynnych oraz wielkość szczelin w układzie na pojemność magazynu. Podkreślono, że możliwość adaptacji istniejących szybów górniczych zależy od ich stanu technicznego i dostępnych warunków.

EN

The increasing share of renewable energy sources in power generation structures is necessitating the introduction of energy storage systems. One technology whose potential may be particularly large in post-mining areas is gravity energy storage. The article analyses two technical solutions for gravity energy storagededicated to existing mineshafts, namely the most commonly proposed single-weight system and an original multi-weight so lution. The main identified disadvantage of the single-weight solution is its lifting capacity, which does not allow optimal utilisation ofthe potential of a mineshaft. This problem is not present in the proposed multi-weight solution, making it possible to construct energy storage facilities with larger capacities, ranging from 3,14 to 110 MWh. In this paper, the influence of factors such as the depth and diameter of the shaft, the density of the used material, the number of weights and the size of the gaps in the system on the storage capacity was determined. It was emphasised that the adaptability of existing mineshafts depends on their technical state and available conditions.

Słowa kluczowe

PL

magazynowanie energii; magazyn grawitacyjny; szyb górniczy; odnawialne źródła energii

EN

energy storage; gravity energy storage; mineshaft; energy transition

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 1
• Strony: 10--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Hulak Dominik

• Politechnika Śląska

autor

Remiorz Leszek

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Barszcz T., d’Obyrn K., Korbiel T., Eksperymentalna podziemna elektrownia szczytowo pompowa UPSH, Rynek Energii, 2022, nr l(158), str. 56-61.
• [2] Berrada A., Loudiyi K., Zorkani I., System design and economic performance of gravity energy storage, Journal of Cleaner Production, 2017, nr 156, str. 317-326.
• [3] Botha C.D., Kamper M.J., Wang R.J., Design optimisation and cost analysis of linear vernier electric machine-based gravity energy storage systems, Journal of Energy Storage, 2021, nr 44B: 103397.
• [4] Deep mining. factors to balance when designing most productive and sustainable hoist systems, ABB, 2023, https: //new. abb. com/mining/underground-mining/mine-hoist—systems/deep-mining-most-productive— —sustain—able [dostęp: 07.12.2023].
• [5] Hulak D.,Remiorz L.,Uchman W., Grawitacyjny magazyn energii isposób akumulacji energii, Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej, 2021. Zgłoszenie patentowe nr P.442507.
• [6] Hunt J.D., Zakeri B., Falchetta G., Nascimento A., Wada Y., Riahi K., Mountain Gravity Energy Storage: A new solution for closing the gap between existing short— and long-term storage technologies, Energy, 2020, nr 190: 116419.
• [7] Hunt J. D.Z,akeri B.,Jurasz J.,Tong W., Dąbek P.B, Brandao R. ,Patro E. R. Durin B.,Filho W.L.,Wada Y., Van Ruijven B., Riahi K. Underground Gravity Energy Storage: A Solution for Long-Term Energy Storage, Energies, 2023, nr 16(2). [7]
• [8] Jędral W., Magazynowanie energii i energetyka wodorowa jako wynik transformacji energetycznej, Rynek Energii, 2022, nr 4(161), str. 8-15. [16]
• [9] Kropotin P., Marchuk I., On efficiency of load-l ifting rope-traction mechanisms used in gravity energy storage systems, Journal of Energy Storage, 2023, nr 5 8:106393. [15]
• [10] Materiały firmy Energy Vault, https://www.energyvault.com [dostęp: 20.11.2023].
• [11] Materiały firmy Gravitricity, https://gravitricity.com [dostęp: 20.11.2023].
• [12] Morstyn T., Botha C.D., Gravitational Energy Storage With Weights, Encyclopedia of Energy Storage, 2022, nr 3, str. 64-73.
• [13] Morstyn T., Chilcott M., McCulloch M.D., Gravity energy storage with suspended weights for abandoned mine shafts, Applied Energy, 2019, nr 239, str. 201-206. ,
• [14] Rehman S., Al.-Hadhrami L.M., Alam Md.M., Pumped hydro energy storage system: A technological review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, nr 44, str. 586-598.
• [15] Rola elektrowni szczytowo—pompowych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym : uwarunkowania i kierunki rozwoju, Raport Zespołu Eksperckiego do spraw Budowy Elektrowni Szczytowo-Pompowych, Warszawa, 2022.
• [16] Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu podziemnych zakładów górniczych (Dz.U. 2017 poz. 1118).
• [17] Tomaszewski K., Sekściński A., Odnawialne źródła energii w Polsce — perspektywa lokalna i regionah1a, Rynek Energii, 2020, nr 4(149), str. 10—19.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).