Iowa Stored Energy Park, mål för färdigställande 2011, kommer att kosta runt $ 200, 000 till $ 225, 000 - exklusive kostnaden för vindkraftverk. Se bilder på vindenergi. 2008 HowStuffWorks Som energikälla, vind har många fördelar. Det är en förnybar resurs som drivs av vår planets ugn, solen. Det genererar el utan att producera växthusgaser.
Och det är inte associerat med giftiga biprodukter som kvicksilver eller radioaktivt avfall.
Tyvärr, vindenergi har också några nackdelar som har förhindrat utbredd användning. Först, vinden blåser inte hela tiden, och ibland blåser det hårdast när du behöver det minst. Men tänk om du kunde lagra överskottsenergin som skapas av vindkraftparker så att den kan användas senare?
Det är tanken bakom Iowa Stored Energy Park (ISEP) . I detta fall, energin lagras som tryckluft, och lagringsenheten inte är ett batteri, men jorden själv. Det är inte science fiction. Faktiskt, tekniken bakom lagring av tryckluftsenergi (CAES) har funnits i många år, även om det får mer uppmärksamhet från miljöaktivister och experter på förnybar energi på jakt efter miljövänliga lösningar för att ersätta fossila bränslen.
Så hur fungerar det? Läs vidare för att ta reda på det.
Akronym soppaSom vinden, akronymer är en förnybar resurs när det gäller att prata om Iowa Stored Energy Park. Här är några som du behöver veta:
ISEP - Iowa lagrad energipark. "P" stod ursprungligen för "Plant, "men bytte till" Park "när organisationen införlivades 2005.
ISEPA - Iowa Stored Energy Park Agency. Ett företag bildat enligt avsnitt 28E i Iowa -koden, ISEPA representerar mer än 130 kommunala verktyg i Iowa, Minnesota och Dakotas.
CAES - Lagring av tryckluftsenergi. CAES är en teknik där energi lagras i form av tryckluft i en underjordisk grotta. Sedan, under perioder med hög efterfrågan, luften används för att generera kraft med ett turbogeneratorsystem.
IAMU - Iowa Association of Municipal Utilities. IAMU representerar mer än 550 kommunala elektriska, gas, vatten- och telekommunikationsverktyg i hela Iowa. Det är den största organisationen i sitt slag i landet.
Läs mer
El i Iowa Stored Energy Park kommer att genereras av vindkraftverk. Överdriven vind kommer att driva en kompressor och lagras i sandsten under jord för senare användning. 2008 HowStuffWorks ISEP -konceptet föreslogs första gången 2003, när medlemmar av Iowa Association of Municipal Utilities (IAMU) bildade en studiekommitté för att undersöka hur vindenergi kan användas på kreativa sätt för att komplettera statens kraftproduktion.
Iowa är den tredje största producenten av vindkraft i USA, precis bakom Kalifornien och Texas. För att främja sin ledande ställning inom vindproduktion ännu mer, IAMU:s studiekommitté visste att en annan stor vindkraftpark-till och med en med toppmodern teknik, supereffektiva turbiner-skulle inte räcka helt och hållet. De behövde en mekanism för att lagra energi. Kommittén föreslog ett kraftverk som skulle integrera två nyckelelement:en vindkraftpark på 100 megawatt och en lagring för tryckluftsenergi.
Idén bakom ISEP bygger på två framgångsrika CAES -anläggningar som redan är i drift - en i Huntorf, Tyskland, drivs av Nordwest Deutsche Kraftwerke sedan 1978; och en annan i McIntosh, Ala., drivs av Alabamas Electric Cooperative sedan 1991. Båda dessa anläggningar lagrar tryckluft under jorden. Huntorf -anläggningen använder saltgrottor som lagringsreservoar. McIntosh -anläggningen använder redan befintliga gruvor.
ISEPs planeringskommitté ville experimentera med att lagra tryckluft i en akvifer . En akvifer är ett underjordiskt lager av sten som kan hålla vatten. Berget kan göra detta eftersom det innehåller miljontals små utrymmen mellan sten- och gruspartiklar. Dessa små utrymmen fäller vatten och håller det. Som det visar sig, denna mycket permeabla sten kan också fyllas med luft. Faktiskt, om du pumpar in luft i en akvifer under stort tryck, det fungerar som en gigantisk bubbla och förskjuter grundvattnet. Några månader efter att studien inleddes, kommittén hittade en vattendrag nära Fort Dodge, Iowa, det verkade perfekt. Akvifären låg nära det elektriska överföringsnätet och en gasledning. Dock, sajten visade sig så småningom olämplig av olika anledningar.
När laget började screena andra webbplatser, det gick också igenom några organisatoriska förändringar. Under 2005, IAMU -kommittén överlämnade ansvaret för ISEP till Iowa Stored Energy Park Agency (ISEPA), ett Iowa -företag som representerar mer än 130 kommunala företag i Iowa, Minnesota och Dakotas.
Två år senare, i januari 2007, byrån slutförde slutligen sin screeningprocess och bosatte sig på en plats strax väster om Dallas Center i centrala Iowa. Sajten är idealisk av några skäl. Akvifären, 3, 000 fot (914 meter) under ytan, är djupt och brett, vilket betyder att den kan lagra en stor mängd luft. En annan tilltalande funktion är webbplatsens geologi. Akvifären består av lager av sandsten som täcks av tät skiffer. Sandsten är mycket porös och håller både luft och vatten väl. Till sist, platsen ligger inom 48 miles från centrala Des Moines, vilket är bra för den ekonomiska utvecklingen. Byrån hoppas att ISEP kommer att bli ett turistmål, och att vara nära statens huvudstad skulle kunna få in mer trafik.
Dallas Center -webbplatsen är inte, dock, det bästa vindområdet i Iowa. Som ett resultat, ISEPA undersöker möjligheten till en avlägsen vindkraftpark. Byrån kan bygga gården eller ingå avtal med en befintlig privatägd vindkraftpark. Hur som helst, vind är en kritisk del av projektet. Faktiskt, att använda vind som energikälla är ett av de viktigaste sätten på vilka ISEP skiljer sig från Huntorf- och McIntosh -anläggningarna. Både Huntorf och McIntosh använder el från högtrafik från traditionella kärnkrafts- eller kolförbränningskraftverk för att driva kompressorn som pumpar luft under jorden. ISEP kommer att använda vindgenererad elektricitet för att driva kompressorn och leda överskottsenergi tillbaka till elnätet. Genom att använda CAES och vindkraft tillsammans, ISEP kommer att kunna erbjuda en miljövänlig, alternativ energikälla för hem och företag.
I nästa avsnitt, vi ska titta på exakt hur ISEP kommer att producera el.
Förbränningsturbiner bränner en blandning av bränsle och luft för att generera el. Det mesta av energin i processen går till processorn, inte till turbinerna, som skapar el. 2008 HowStuffWorks Även om vindenergi är en viktig del av ISEP, det kommer inte att helt eliminera fossila bränslen från energiproduktionsekvationen. Istället, det kommer att minska mängden fossilt bränsle som används för att göra el. För att förstå varför det är så, låt oss först överväga ett konventionellt turbinkraftverk, som förlitar sig på naturgas som energikälla.
I hjärtat av en sådan anläggning finns en tredelad förbränningsturbin. Det första avsnittet, kompressorn, drar luft in i motorn och trycker på den. Det andra avsnittet, förbränningssystemet, bränner en blandning av bränsle och luft, som ger en hög temperatur, högtrycksgasström. När gasströmmen expanderar genom turbinen, det tredje avsnittet, det snurrar roterande blad. De roterande bladen utför två funktioner:De driver kompressorn, och de snurrar en generator för att göra el. Faktiskt, det mesta av energin som används i en förbränningsturbin går till drift av kompressorn, inte för att generera el.
CAES förbättrar gasturbinernas driftseffektivitet eftersom komprimering sker separat. Off-peak el driver en motor som tvingar luft in i en underjordisk reservoar. Under tider med hög efterfrågan, luft släpps ut från lagringskammaren och ledas in i ett gasturbins förbränningssystem. Luften är redan komprimerad, så att turbinen inte behöver köra en kompressor; all energi går till att driva generatorn. Som ett resultat, mycket mindre naturgas används.
ISEP tar detta ett steg längre genom att kombinera vind - en ren, hållbar energikälla - med underjordisk lagring i en akvifer. Illustrationen nedan visar hur ISEP kommer att se ut och fungera. Låt oss gå igenom stegen:
ISEPA utvärderar fortfarande den bästa lösningen för vindproduktion, men planerar att slutföra det preliminära konstruktionsarbetet i maj 2008. I september, byrån kommer att börja skaffa nödvändiga tillstånd från Iowa Utilities Board. Anläggningen ska vara i drift och generera el senast 2011. När den är igång, ISEP kan stå för 20 procent av energin som används på ett år på ett typiskt kommunalt Iowa -verktyg. Det kan också spara städer och deras verktyg så mycket som $ 5 miljoner varje år i köpt energi [källa:Energy Services Bulletin].
Andra verktyg runt om i landet tittar på ISEP med stort intresse. Vissa har till och med påbörjat sina egna CAES -projekt. I västra Texas, TXU Energy arbetar med Shell WindEnergy för att bygga en 3, 000 megawatt vindkraftpark ansluten till ett CAES-system som kommer att pumpa luft till underjordiska saltkupoler. Andra platser utforskas i New Mexico och Gulf Coast. Hur som helst - med hjälp av underjordiska saltgrottor eller akviferer - kan CAES fortfarande ge det bästa hoppet om att göra vind till en seriös bidragsgivare till den totala amerikanska elförsörjningen. Electric Power Research Institute uppskattar att mer än 85 procent av USA har underjordiska funktioner som kan stödja tekniken. Kanske en dag, ett rikstäckande nätverk av anläggningar som kombinerar CAES med vind kommer att leverera så mycket som 10 procent av USA:s el [källa:BusinessWeek].
För mer information om vindkraft och relaterade ämnen, ta en titt på länkarna på nästa sida.
