ThermalBattery™

De ENERGYNEST ThermalBattery™

We maken u toekomstbestendig: Onze ThermalBattery™-technologie voor thermische energieopslag

De kern van al onze oplossingen voor energieopslag is onze modulaire, schaalbare ThermalBattery™-technologie, een solid-state, thermische energieopslag bij hoge temperatuur.

 

De ThermalBattery™ wordt geïntegreerd met de toepassing van de klant en individuele processen op locatie en kan worden aangesloten op standalone systemen die gebruik maken van thermische olie of stoom als warmteoverdrachtvloeistof om groene energie on demand op te laden en te ontladen.

Hoe onze technologie warmte in groene energie omzet

(1) Om de ThermalBattery™ op te laden, stroomt hete warmteoverdrachtvloeistof (HTF) rechtstreeks van boven naar beneden door ingesloten stalen leidingen, waardoor thermische energie wordt overgedragen aan HEATCRETE®, het kernopslagmateriaal.

(2) Energie wordt opgeslagen met minimaal warmteverlies totdat het nodig is.

(3) Tijdens het ontladen wordt de stroom omgekeerd; koude warmteoverdrachtvloeistof (HTF) stroomt naar binnen aan de onderkant en gaat er heet weer uit, waardoor energie wordt geleverd vanaf de bovenkant van de ThermalBattery™. Met water/stoom als HTF werkt de ThermalBattery™ als een stoomkoeler en condensor in de laadmodus, en als een boiler en oververhitter in de afvoermodus, volgens dezelfde principes als stoomgeneratoren in conventionele- en thermische zonne-energiecentrales.

Operationeel bereik van ThermalBattery™

De maximale temperatuur voor het opladen van onze batterij is ongeveer 400°C bij gebruik van conventionele koolstofstalen leidingen. Economische toepassingen laden tussen 250°C en 400°C en ontladen tussen 150° en 350°C. Normaliter variëren de klantoplossingen van 5 tot 1000 MWh, met een laad-/ontlaadduur van enkele minuten tot enkele uren.
Kosteneffectief
Dankzij het ontwerp en de materiaalkeuze is onze ThermalBattery™ een kosteneffectieve oplossing voor het terugwinnen van afvalwarmte. Modules worden door onze partners buiten de locatie geproduceerd en aan onze klanten geleverd voor eenvoudige montage op locatie – dit alles bespaart kosten en verhoogt de waarde.
Veilig in gebruik

ENERGYNEST-modules zijn ontworpen in overeenstemming met relevante codes en normen en zijn inherent veilig dankzij hun volledig gelaste leidingontwerp. Ze ondergaan ook strenge tests en certificering voordat ze bij de klant worden afgeleverd, en hebben een CE-markering.

Eenvoudig te installeren

Bij aankomst op locatie zijn de modules klaar voor onmiddellijke montage, wat de bouwtijd aanzienlijk verkort en klanten sneller toegang geeft tot de operationele voordelen.

Snelle koolstofterugverdientijd

De terugverdientijd van het verkleinen van uw koolstofvoetafdruk met ENERGYNEST-oplossingen is opmerkelijk snel – met een geschatte tijd van 2 maanden op basis van de huidige berekeningen.
Dat betekent dat uw decarbonisatiestrategie zichzelf al snel kan terugbetalen – of zelfs nog meer waarde kan genereren

    Bent u geïnteresseerd in ENERGYNEST of heeft u vragen over onze oplossingen voor thermische energieopslag of onze toepassingen voor uw specifieke branche?

     

    Aarzel niet om contact met ons op te nemen.

    Van gieten naar locatie: eenvoudig transport per vrachtwagen of trein dankzij gestandaardiseerd containerformaat

    Opladen op basis van thermische oliesysteem

    Thermische oliesystemen die klaar zijn voor de toekomst vormen de kern van onze oplossingen voor het opslaan van elektriciteit, zonne-energie en afvalwarmte. In deze systemen wordt thermische olie gebruikt om thermische energie over te brengen van een koellichaam naar de ThermalBattery™, voordat deze weer wordt teruggevoerd naar een koellichaam wanneer dat nodig is. Tijdens het opladen wordt hete thermische olie uit warmtebronnen zoals elektrische verwarmers, warmtewisselaars of zonnevelden door een pompskid gepompt en van boven naar beneden door de stalen leidingen van de ThermalBattery™ bewogen. Hierdoor wordt thermische energie aan het opslagmateriaal overdragen. Bij het ontladen wordt de vloeistofstroom omgekeerd. Zowel bij het laden als ontladen kan een constante uitgangstemperatuur worden ingesteld via geïntegreerde bypass-leidingsystemen met regelkleppen. Om veranderingen in volume te compenseren, bevat het systeem een expansievat. Het type thermische olie wordt afgestemd op de specifieke behoeften van het systeem en de eisen van de klant. Het thermische olie-BOP-pakket, inclusief leidingen, pompen, kleppen en expansievat, wordt meestal geleverd als kant-en-klaar skid.

    Opladen op basis van stoomsysteem

    Stoomsystemen vormen de kern van onze oplossingen voor stoomopslag. Tijdens het laden stroomt stoom onder hoge druk van de bron (stoomnetwerk, turbine of boiler) in het systeem waar het condenseert in de ThermalBattery™-modules terwijl het de warmte overdraagt aan het opslagmateriaal. Het condensaat wordt opgevangen in een drukvat. Tijdens het ontladen naar een koellichaam met middelmatige of lage druk (turbine, stoomnet of productieproces) dalen de druk en de bijbehorende verzadigingstemperatuur tot onder de temperatuur van het opslagmateriaal, waardoor het verdampingsproces in zowel de modules als het vat begint (knipperen). Een regelklep bovenop het vat regelt dit dubbele verdampingsproces om een stabiele toevoer van droge verzadigde of licht oververhitte stoom te garanderen. Indien nodig kan het verdampingssysteem in serie worden aangesloten met een ThermalBattery™-oververhitter om oververhitte stoom van hoge temperatuur te leveren. Verzadigde of oververhitte stoom kan worden geleverd met constante, trapsgewijze of glijdende druk en temperatuur. Het stoom-BOP-pakket, inclusief leidingen, kleppen en drukvat, kan als kant-en-klaar skid worden geleverd.

    Ontwerp met collegiale toetsing

    Het ontwerp van ons systeem en de resultaten van onze ThermalBattery™-pilot zijn gepubliceerd in het Journal of Energy Storage als collegiaal getoetst artikel ‘Long-term performance results of concrete-based modular thermal energy storage system’

    Van productie tot montage op locatie: voorbereiding van de stalen cassettes vóór het gieten en eindmontage van de afgewerkte modules op de YARA-locatie in Porsgrunn, Noorwegen

    ENERGYNEST heeft diens innovatieve technologie aan strenge tests onderworpen in onze ThermalBattery™-pilot, geïnstalleerd bij Masdar, Abu Dhabi. We leveren momenteel verschillende baanbrekende commerciële projecten voor verschillende toepassingen.

    Dankzij onze uitstekende samenwerking met partners integreren we onze ThermalBatteries™ naadloos in bestaande infrastructuur. Creatieve, flexibele samenwerking met industrieleiders maakt afval naar energie werkelijkheid. En wel nu en niet in de toekomst.

    Veelgestelde vragen

    Hoe werkt een ThermalBattery™?

    Energie in de vorm van warmte wordt overgedragen naar de ThermalBattery™ met behulp van een warmteoverdrachtsvloeistof (HTF). De HTF kan in principe elke vloeistof zijn met voldoende warmteoverdrachtseigenschappen. In de meeste gevallen is dit thermische olie of water/stoom. De warmte van de HTF wordt overgedragen naar het vastestofopslagmateriaal HEATCRETE® via ingegoten 'U-vormige' koolstofstalen warmtewisselaarleidingen. Er is geen direct contact tussen de warmteoverdrachtsvloeistof en HEATCRETE®; de warmteoverdracht vindt alleen plaats via de stalen warmtewisselaarleidingen. Het ontwerp van het warmteopslagelement met U-leidingen zorgt ervoor dat de thermische spanningen in de axiale richting geminimaliseerd worden. De thermische elementen bevatten ook een stalen omhulsel dat drie functies heeft: het is een permanente gietvorm, een externe versterking die het risico op afbrokkelen of barsten vermindert en HTF-insluiting (in het zeer onwaarschijnlijke geval dat HTF lekt binnenin het element).

    Waarin verschilt ENERGYNEST van elektrochemische batterijen?

    Elektrochemische batterijen, zoals lithium-ion en loodzuur, hebben elektriciteit nodig om op te laden, terwijl de ENERGYNEST ThermalBattery™ oplaadt met warmte. Dit betekent dat de ThermalBattery™ kan worden gebruikt voor toepassingen (zoals warmtekrachtkoppeling) die fysiek niet mogelijk zijn met elektrochemische batterijen. Bovendien heeft de ThermalBattery™ een aanzienlijk langere levensduur, een vrijwel nihil prestatieverlies en is hij gemaakt van volledig recyclebare materialen. Deze materialen bestaan voornamelijk uit staal en beton, wat goedkope en wereldwijd beschikbare basismaterialen zijn. Daarom is het systeem aanzienlijk goedkoper dan batterijen.

    Wie is verantwoordelijk voor het bouwen van de ThermalBattery™?

    We bieden onze klanten de meest geschikte optie voor hun situatie, meestal een van deze twee:


    • De klant brengt zijn eigen EPC-aannemer naar de bouwplaats en ENERGYNEST biedt adviesdiensten op de bouwplaats om hen te begeleiden tijdens de bouw van de ThermalBatteryTM.

    • We zijn verantwoordelijk voor een turnkey-oplossing, samen met een van onze internationale EPC-partners.
    Hoe garandeert u de kwaliteit van uw systeem?
    We werken alleen met ISO 9001:2015 gecertificeerde leveranciers en partners, die het volste vertrouwen geven in onze producten en diensten. Daarnaast voeren we samen met gecertificeerde instanties 2nd Party Audits uit en houden we toezicht op locatie tijdens de kritieke fasen van het bouwproces.
    Wat is de levertijd voor het installeren van een ThermalBattery™?
    Three months after the closure of the ThermalBattery™ design, key components are ready to be shipped to site. Transport to site duration will very much depend on project´s location: from one week in an European project, to one month, if it is overseas. The construction process duration depends on the size of the storage, but a good reference is three months for a small project, from civil works to cold commissioning, to six months for a bigger project.
    Wat is de CO2-uitstoot van het bouwen van een ThermalBattery™?
    CO2-emissies zijn sterk afhankelijk van de context en variëren per project. Wat met zekerheid gezegd kan worden, is dat de impact niet significant groter zal zijn dan die van cement. Een conservatieve schatting komt uit op een totale uitstoot van 15 kg per kWh opslagcapaciteit. De broeikasgasintensiteit van elektriciteitsproductie verschilt aanzienlijk per lidstaat. De gemiddelde broeikasgasemissie-intensiteit van elektriciteitsopwekking in de EU is ongeveer 250 g/kWh. Een ruwe schatting voor de terugwinning van CO2-emissies voor een ThermalBattery™ is minder dan vier maanden. Daarom zal de ENERGYNEST ThermalBattery™, ongeacht het type project, zijn CO2-voetafdruk snel terugverdienen. De ThermalBattery™ is een slimme en kosteneffectieve oplossing voor het verminderen van de CO2-uitstoot in warmte-intensieve industrieën.
    Hoe genereert u besparingen en vermindert u de koolstofuitstoot voor industriële faciliteiten?

    ENERGYNEST-projectontwikkelaars beginnen met het evalueren van procesgegevens van de faciliteit. Dit omvat het analyseren van verschillende warmtebronnen en koellichamen wat betreft temperatuur, druk en stroomsnelheden. Veel industriële faciliteiten hebben processen die intermitterend of zeer variabel zijn in hun energieproductie en -verbruik. Door thermische energie terug te winnen uit afvalwarmtebronnen met een hoge temperatuur, deze energie op te slaan en op een later tijdstip af te voeren naar downstreamprocessen, opent ENERGYNEST geheel nieuwe mogelijkheden voor het terugwinnen van afvalwarmte: In plaats van fossiele brandstoffen te verbruiken om de warmte op te wekken die ze nodig hebben, kunnen industrieën gewoon vertrouwen op opgeslagen thermische energie. De vermindering van het verbruik van fossiele brandstoffen zorgt voor een gelijkwaardige vermindering van de koolstofuitstoot. De ThermalBattery™ biedt eigenaren van industriële faciliteiten een optimaal beheer van hun energieverbruik.

    Wat voor soort inkomstmogelijkheden creëert u voor onafhankelijke energieproducenten?

    De ThermalBattery™ is de ultieme flexibiliteitsoplossing voor thermische energiecentrales. Het kan direct worden geïntegreerd in bestaande stoomcycli, waardoor een buffer voor stoomopslag tussen de ketel en de turbine ontstaat. Hierdoor kunnen exploitanten van centrales hun ketel continu laten draaien terwijl ze het elektrisch vermogen op verzoek verhogen of verlagen. Afhankelijk van het geval kan de reactietijd van het systeem minder dan 7 seconden bedragen. Dit maakt de ThermalBattery™ een perfecte oplossing om thermische energiecentrales de flexibiliteit te bieden die nodig is om te reageren op primaire frequentierespons. De ThermalBattery™ kan dus ontworpen worden voor een korte of lange reactietijd, afhankelijk van wat de meeste waarde oplevert op elektriciteitsmarkten.

    Hoeveel kost de ThermalBattery™?

    De materiaalkosten voor onze basisopslagmodules zijn volledig afhankelijk van de werkelijke opslagcapaciteit en de individuele projectomstandigheden. Dit omvat het opslagmedium, de insluiting van het medium en de middelen om warmte aan het medium toe te voeren en aan het medium te onttrekken. Hierbij moet ook rekening worden gehouden met de lokale EPC-kosten, die vaak aanzienlijk verschillen van project tot project. De totale systeemkosten zullen daarom variëren afhankelijk van de grootte, functionaliteit, subcomponenten en geografische locatie.

    Wat voor temperaturen kan uw ThermalBattery™ aan?

    Ons opslagmateriaal HEATCRETE® is getest tot 550°C en presteert gegarandeerd naar behoren tot 450°C.

    Hoe weerstaat de ThermalBattery™ de stress van thermische uitzetting?

    Het opslagmateriaal is zo ontworpen dat het een soortgelijke thermische uitzettingscoëfficiënt heeft als de ingegoten koolstofstalen leidingen.

    Hoeveel laad-/ontlaadcycli kan uw ThermalBattery™ aan?
    Bij dagelijks gebruik zou een ThermalBattery™ minder dan 20.000 cycli gedurende 50 jaar bedrijf doormaken. Aangezien de stresswaarden ver verwijderd zijn van de faalwaarden voor beton, leveren de stress en vermoeiing geen problemen op voor ons ThermalBatteryTM-systeem gedurende 10.000 - 20.000 cycli.
    Dalen de prestaties van de ThermalBattery™ na verloop van tijd?
    De ThermalBattery™ zelf vertoont geen prestatievermindering tijdens het gebruik, omdat het systeem volledig gemaakt is van duurzaam beton en staal, dat tienduizenden stresscycli kan verdragen. Alle materialen worden binnen de grenzen gebruikt, waardoor hun integriteit tot 50 jaar behouden blijft.
    Hoe minimaliseert u technische risico's?
    ENERGYNEST heeft de Thermal Battery™ zo ontworpen dat de technische risico's minimaal zijn en gegarandeerde prestaties gewaarborgd. Elke module is ontworpen en gefabriceerd conform de Richtlijn Drukapparatuur 2014/86/EU en is afzonderlijk voorzien van een CE-markering. Het energieopslagmateriaal heeft een groot aantal tests ondergaan, zowel in laboratoria als in operationele proefinstallaties, en de prestaties zijn gecertificeerd door externe auditors. Gegevens over de exacte prestaties en aangetoonde systeemprestaties kunnen op verzoek worden gedeeld.
    Wat zijn de warmteverliezen in de loop van de tijd?
    Thermische verliezen zullen minder dan 2% gedurende 24 uur voor grootschalige projecten zijn. Kleinere projecten zullen iets hogere verliezen hebben naarmate de oppervlakte-volumeverhouding toeneemt.
    Welk onderhoud heeft de ThermalBattery™ nodig?
    De ThermalBattery™ vereist zeer weinig onderhoud omdat er geen bewegende delen zijn, behalve een paar regelkleppen op de leidinginterface met de centrale.
    Hoe snel kan de batterij reageren?
    De ENERGYNEST ThermalBattery™ kan zeer snel reageren en kan alles bieden, van kortetermijnfrequentiereactie (30 minuten opladen/ontladen) tot langere cycli van meerdere dagen.
    Hoe meet u de prestaties van de ThermalBattery™?
    De prestaties van de ThermalBattery™ zijn gebaseerd op metingen van de inlaat- en uitlaattemperatuur van de HTF en de massastroom door het systeem. Deze parameters maken een nauwkeurige prestatiebewaking mogelijk. In het geval van water/stoom worden de prestaties gemeten op basis van de massastroom van vloeistof in vloeibare vorm (water) of damp (stoom), gecombineerd met temperatuur en druk.