Dlatego kluczową rolę w transformacji energetycznej odgrywają technologie magazynowania energii. Nad jednym z takich rozwiązań ruszyły właśnie prace polskich i niemieckich zespołów badawczych: Akademia Górniczo-Hutnicza – jako lider – realizuje projekt wspólnie z Politechniką Śląską oraz Instytutem Dynamiki Systemów Uniwersytetu w Stuttgarcie.

W stronę stabilnej energetyki przyszłości

Projekt koncentruje się na rozwoju innowacyjnych systemów magazynowania energii w sprężonym powietrzu (micro-CAES). W takich instalacjach nadwyżki energii elektrycznej są wykorzystywane do sprężania powietrza i przechowywania go pod wysokim ciśnieniem. Gdy energia jest potrzebna, sprężone powietrze zostaje rozprężone, napędzając urządzenia produkujące prąd. 

Jednym z głównych problemów tej technologii jest niska sprawność odzyskiwania energii. Obecne prototypy wykorzystują zaledwie około połowy energii zużytej na sprężanie powietrza. Naukowcy chcą zrozumieć, jak przebiegają procesy rozprężania gazu i wymiany ciepła oraz jak je zoptymalizować, aby odzyskać znacznie więcej energii. 

Badania obejmą zarówno eksperymenty laboratoryjne, jak i zaawansowane symulacje komputerowe. Zespół będzie analizować współpracę magazynu sprężonego powietrza z magazynem ciepła, ponieważ odpowiednie wykorzystanie energii cieplnej może znacząco zwiększyć efektywność całego systemu. O oryginalności projektu świadczy wykorzystanie impulsowego rozprężania powietrza, które pozwala lepiej wykorzystać energię zgromadzoną w układzie i ograniczyć straty. 

Rezultaty projektu mogą przyczynić się do stworzenia nowej generacji magazynów energii dla sieci energetycznych opartych na odnawialnych źródłach. Skuteczniejsze magazynowanie energii oznacza większą stabilność dostaw prądu, mniejsze uzależnienie od paliw kopalnych oraz ograniczenie emisji gazów wpływających na klimat i jakość środowiska. 

Jeśli badania zakończą się sukcesem, technologia magazynowania energii w sprężonym powietrzu może stać się ważnym elementem przyszłych inteligentnych systemów energetycznych, wspierając rozwój bezpiecznej i niskoemisyjnej gospodarki energetycznej. 

Informacje o projekcie

Projekt „Wielokierunkowe badania i optymalizacja dynamiki rozprężania gazu w układzie złożonym z magazynu energii mechanicznej, ciepła i ekspandera w systemach mikro-CAES” jest realizowany w ramach konkursu OPUS 28 LAP na projekty dwustronne. Finansuje go Narodowe Centrum Nauki oraz niemiecka organizacja wspierająca badania naukowe Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).

Całkowita wartość projektu wynosi 3 035 738 zł, z czego 1 918 979 zł pochodzi ze środków NCN, a 1 116 759 zł z DFG. Kwota przeznaczona na realizację badań w AGH wynosi 959 571 zł.

Rola AGH

Zespół badawczy AGH pod kierownictwem prof. Jacka Leszczyńskiego tworzą naukowcy z Wydziału Energetyki i Paliw oraz Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki. W badania aktywnie zaangażują się również studentki i studenci działający w Kole Naukowym Linked Energy AGH.

W AGH prowadzone będą eksperymentalne i teoretyczne badania procesów rozprężania sprężonego powietrza z wykorzystaniem unikatowego stanowiska badawczego wyposażonego w wielotłokowy ekspander. 

Zgodnie z zasadami otwartej nauki dane powstałe w trakcie realizacji projektu będą udostępniane w Repozytorium Otwartych Danych Badawczych Uczelni Krakowskich (RODBUK).