L'Iowa Stored Energy Park, previsto per il completamento nel 2011, costerà circa $ 200, 000 a $ 225, 000 -- escluso il costo degli impianti eolici. Guarda le immagini dell'energia eolica. 2008 Come funzionano le cose Come fonte di energia, il vento ha molti vantaggi. È una risorsa rinnovabile alimentata dalla fornace del nostro pianeta, il Sole. Genera elettricità senza produrre gas serra.
E non è associato a sottoprodotti tossici come mercurio o scorie radioattive.
Sfortunatamente, l'energia eolica presenta anche alcuni inconvenienti che ne hanno impedito un'adozione diffusa. Primo, il vento non soffia sempre, e a volte soffia più forte quando ne hai meno bisogno. Ma cosa accadrebbe se potessi immagazzinare l'energia in eccesso creata dai parchi eolici in modo che possa essere utilizzata in seguito?
Questa è l'idea alla base del Parco dell'energia immagazzinata dell'Iowa (ISEP) . In questo caso, l'energia viene immagazzinata come aria compressa, e l'unità di archiviazione non è una batteria, ma la Terra stessa. Non è fantascienza. Infatti, la tecnologia alla base dell'accumulo di energia nell'aria compressa (CAES) esiste da molti anni, anche se sta ricevendo maggiore attenzione da ambientalisti ed esperti di energie rinnovabili alla ricerca di soluzioni eco-compatibili per sostituire i combustibili fossili.
Quindi, come funziona? Continuate a leggere per scoprirlo.
Acronimo ZuppaCome il vento, gli acronimi sono una risorsa rinnovabile quando si parla di Iowa Stored Energy Park. Ecco alcuni che devi sapere:
ISEP -- Parco energetico immagazzinato dell'Iowa. La "P" originariamente stava per "Pianta, " ma è cambiato in "Park" quando l'organizzazione è stata costituita nel 2005.
ISEPA -- Agenzia del parco energetico immagazzinato dell'Iowa. Una società costituita ai sensi della sezione 28E del codice Iowa, ISEPA rappresenta più di 130 utility municipali situate in Iowa, Minnesota e Dakota.
CAES -- Stoccaggio di energia ad aria compressa. CAES è una tecnologia in cui l'energia viene immagazzinata sotto forma di aria compressa in una caverna sotterranea. Quindi, durante i periodi di picco della domanda, l'aria viene utilizzata per generare energia con un sistema turbogeneratore.
IAMU -- Iowa Association of Municipal Utilities. IAMU rappresenta più di 550 elettrici municipali, gas, servizi idrici e di telecomunicazione in tutto l'Iowa. È la più grande organizzazione del suo genere nel paese.
Per saperne di più
L'elettricità all'Iowa Stored Energy Park sarà generata da turbine eoliche. Il vento in eccesso aziona un compressore e viene immagazzinato nel sottosuolo di arenaria per un uso successivo. 2008 Come funzionano le cose Il concetto ISEP è stato proposto per la prima volta nel 2003, quando i membri della Iowa Association of Municipal Utilities (IAMU) hanno formato un comitato di studio per esplorare come l'energia eolica potrebbe essere utilizzata in modi creativi per integrare la produzione di energia dello stato.
Iowa è il terzo produttore di energia eolica negli Stati Uniti, appena dietro la California e il Texas. Per rafforzare ulteriormente la sua posizione di leadership nella produzione eolica, il comitato di studio IAMU sapeva che un altro grande parco eolico, anche uno contenente lo stato dell'arte, turbine super efficienti -- non basterebbero da sole. Avevano bisogno di un meccanismo per immagazzinare energia. Il comitato ha proposto una centrale elettrica che integrasse due elementi chiave:un parco eolico da 100 megawatt e un impianto di accumulo di energia ad aria compressa.
L'idea alla base di ISEP si basa su due strutture CAES di successo già in funzione:una a Huntorf, Germania, gestito da Nordwest Deutsche Kraftwerke dal 1978; e un altro a McIntosh, Ala., gestito dalla Cooperativa Elettrica dell'Alabama dal 1991. Entrambe queste strutture immagazzinano aria compressa nel sottosuolo. L'impianto di Huntorf utilizza le caverne di sale come serbatoio di stoccaggio. L'impianto di McIntosh utilizza mine preesistenti.
Il comitato di progettazione dell'ISEP ha voluto sperimentare lo stoccaggio dell'aria compressa in un falda acquifera . Una falda acquifera è uno strato sotterraneo di roccia in grado di trattenere l'acqua. La roccia può farlo perché contiene milioni di minuscoli spazi tra le particelle di roccia e ghiaia. Questi piccoli spazi intrappolano l'acqua e la trattengono. Come risulta, questa roccia altamente permeabile può anche essere riempita d'aria. Infatti, se si pompa aria in una falda acquifera a grande pressione, si comporta come una bolla gigante e sposta le acque sotterranee. Pochi mesi dopo l'inizio dello studio, il comitato ha trovato una falda acquifera vicino a Fort Dodge, Iowa, sembrava l'ideale. La falda acquifera era vicina alla rete di trasmissione elettrica ea un gasdotto. Però, il sito alla fine si è rivelato inadatto per una serie di motivi.
Quando il team ha iniziato a esaminare altri siti, ha anche subito alcuni cambiamenti organizzativi. Nel 2005, il comitato IAMU ha passato la responsabilità dell'ISEP all'Iowa Stored Energy Park Agency (ISEPA), una società dell'Iowa che rappresenta più di 130 servizi comunali in Iowa, Minnesota e Dakota.
Due anni dopo, nel gennaio 2007, l'agenzia ha finalmente completato il suo processo di screening e si è stabilita in un sito appena a ovest del Dallas Center nell'Iowa centrale. Il sito è ideale per alcuni motivi. La falda acquifera, 3, 000 piedi (914 metri) sotto la superficie, è profondo e ampio, il che significa che può immagazzinare una grande quantità di aria. Un'altra caratteristica interessante è la geologia del sito. La falda acquifera è costituita da strati di arenaria ricoperti da fitti scisti. L'arenaria è molto porosa e trattiene bene sia l'aria che l'acqua. Finalmente, il sito si trova a 30 miglia (48,3 km) dal centro di Des Moines, che fa bene allo sviluppo economico. L'agenzia spera che ISEP diventi una meta turistica, ed essere vicino alla capitale dello stato potrebbe portare più traffico.
Il sito del Dallas Center non è, però, la migliore zona del vento in Iowa. Di conseguenza, ISEPA sta studiando la possibilità di un parco eolico remoto. L'agenzia potrebbe costruire il parco o potrebbe contrattare con un parco eolico esistente di proprietà privata. In entrambi i casi, il vento è una componente critica del progetto. Infatti, l'utilizzo del vento come fonte di energia è uno dei principali modi in cui l'ISEP si differenzia dagli impianti di Huntorf e McIntosh. Sia Huntorf che McIntosh utilizzano l'elettricità non di punta delle tradizionali centrali nucleari oa carbone per far funzionare il compressore che pompa l'aria nel sottosuolo. ISEP utilizzerà l'elettricità generata dal vento per far funzionare il compressore e reindirizzerà l'energia in eccesso alla rete. Utilizzando CAES e l'energia eolica insieme, ISEP sarà in grado di fornire un ambiente rispettoso dell'ambiente, fonte di energia alternativa per abitazioni e aziende.
Nella sezione successiva, vedremo come esattamente ISEP produrrà elettricità.
Le turbine a combustione bruciano una miscela di combustibile e aria per generare elettricità. La maggior parte dell'energia nel processo va al processore, non alle turbine, che creano elettricità. 2008 Come funzionano le cose Sebbene l'energia eolica sia una componente importante dell'ISEP, non eliminerà completamente i combustibili fossili dall'equazione della produzione di energia. Anziché, ridurrà la quantità di combustibili fossili utilizzati per produrre elettricità. Per capire perché è così, consideriamo prima una centrale elettrica a turbina convenzionale, che fa affidamento sul gas naturale come fonte di energia.
Al centro di un tale impianto c'è una turbina a combustione a tre sezioni. La prima sezione, il compressore, aspira aria nel motore e lo pressurizza. La seconda sezione, il sistema di combustione, brucia una miscela di combustibile e aria, che produce una temperatura elevata, flusso di gas ad alta pressione. Quando il flusso di gas si espande attraverso la turbina, la terza sezione, fa girare lame rotanti. Le pale rotanti svolgono due funzioni:azionano il compressore, e fanno girare un generatore per produrre elettricità. Infatti, la maggior parte dell'energia utilizzata in una turbina a combustione va al funzionamento del compressore, non alla produzione di energia elettrica.
CAES migliora l'efficienza operativa delle turbine a gas perché la compressione avviene separatamente. L'elettricità non di punta fa funzionare un motore che spinge l'aria in un serbatoio sotterraneo. Durante i periodi di picco della domanda, l'aria viene rilasciata dalla camera di stoccaggio e convogliata nel sistema di combustione di una turbina a gas. L'aria è già compressa, quindi la turbina non deve far funzionare un compressore; tutta l'energia va a far funzionare il generatore. Di conseguenza, viene utilizzato molto meno gas naturale.
L'ISEP farà un ulteriore passo avanti combinando il vento - un pulito, fonte di energia sostenibile - con stoccaggio sotterraneo in una falda acquifera. L'illustrazione seguente mostra come apparirà e funzionerà ISEP. Esaminiamo i passaggi:
ISEPA sta ancora valutando la migliore soluzione per la produzione eolica, ma sta cercando di completare il lavoro di progettazione preliminare entro maggio 2008. A settembre, l'agenzia inizierà ad acquisire i permessi necessari dall'Iowa Utilities Board. L'impianto dovrebbe essere operativo e produrre elettricità entro il 2011. Quando sarà operativo, ISEP potrebbe rappresentare il 20 percento dell'energia utilizzata in un anno in una tipica utility municipale dell'Iowa. Potrebbe anche far risparmiare alle città e alle loro utenze fino a $ 5 milioni ogni anno in energia acquistata [fonte:Energy Services Bulletin].
Altre utility in tutto il paese stanno guardando ISEP con grande interesse. Alcuni hanno persino avviato i propri progetti CAES. Nel Texas occidentale, TXU Energy sta lavorando con Shell WindEnergy per costruire un 3, Un parco eolico da 000 megawatt collegato a un sistema CAES che pompierà aria nelle cupole di sale sotterranee. Altri siti sono in fase di esplorazione nel New Mexico e nella costa del Golfo. In entrambi i casi, utilizzando grotte di sale sotterranee o falde acquifere, CAES può ancora fornire la migliore speranza di rendere il vento un serio contributore alla fornitura totale di elettricità degli Stati Uniti. L'Electric Power Research Institute stima che oltre l'85% degli Stati Uniti abbia caratteristiche sotterranee che potrebbero supportare la tecnica. Forse un giorno, una rete nazionale di strutture che combinano CAES con l'eolico fornirà fino al 10% dell'elettricità americana [fonte:BusinessWeek].
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