Energetické konverzní oběhy jsou používány k přeměně tepelné energie na elektrickou. Alternativou k nejčastěji využívaným parním a plynovým oběhům jsou oběhy s pracovním médiem ve formě oxidu uhličitého v superkritickém stavu. V takovém případě je médium provozováno nad hodnotou superkritického tlaku, čímž získá termodynamické vlastnosti, které lze vhodně využít při návrhu oběhu. Konkrétně se jedná o relativně vysokou hustotu v blízkosti kritického bude a zároveň nízkou viskozitu. To pak vede k velmi malým rozměrům klíčových komponent a při určitých podmínkách k možnostem dosažení vyšší tepelné účinnosti než u konvenčních oběhů.
Centrum výzkumu Řež je průkopníkem v oblasti vývoje sCO2 oběhů v Evropě. Sestavilo a provozuje sCO2 smyčku simulující jednoduchý Braytonův oběh s regenerací s tepelným příkonem 110 kW. Jedná se o první zařízení v podobném měřítku v Evropě, které již bylo úspěšně využito pro studie termodynamiky sCO2 oběhů, testování komponent nebo materiálový výzkum. Pilotní aktivitou je realizace demonstračního oběhu s tepelným příkonem 6 MW v rámci projektu TAČR-Efekt. Jednotka bude obsahovat výkonovou turbínu s elektrickým generátorem a dalšími inovativní točivé stroje a komponenty. Úspěšný provoz demonstrační jednotky, jejíž zprovoznění se předpokládá v roce 2025, by mělo být posledním krokem před případnou realizací větších energetických oběhů.
Více informací naleznete na sCO2 Energy.
Akumulace energie představuje klíčový prvek v moderním energetickém sektoru. Jednou z perspektivních metod ukládání energie je akumulace tepelné energie neboli TES (Thermal Energy Storage). V CVŘ se zaměřujeme především na systémy ukládající vysokopotenciální tepelnou energii, které umožňují pracovat v tzv. Power-to-heat-to power režimu. Tyto systémy při nabíjení akumulují elektrickou energii ve formě tepla do nejrůznějších akumulačních materiálů. Při procesu vybíjení je tepelná energie uložená v zásobníku pomocí tepelného oběhu znovu využita pro výrobu elektrické energie či KVET. Výhodou technologie TES je možnost škálovatelnosti do prakticky neomezených výkonů (až stovky MW) a kapacit (až jednotky GWh), nezávislost na geologických podmínkách, relativně nízké investiční náklady a dostupnost technologie i materiálů, které jsou nezávadné pro životní prostředí.
V oblasti TES se aktivně věnujeme výzkumu a vývoji několika konceptů s různými akumulačními materiály (roztavené soli, kovové slitiny, kamenivo). Navrhujeme a realizujeme TES akumulační systémy, a to od menších experimentálních zařízení (desítky kWht) sloužících pro ověření základních vlastností až po pilotní jednotky (destíky MWht) s energetickým využitím.
V roce 2023 byla v rámci projektu NCE II zahájena realizace pilotní jednotky pro akumulaci vysokopotenciálního tepla v areálu fosilní teplárny. Zprovoznění pilotní jednotky o kapacitě 20 MWht a nabíjecím i vybíjecím výkonu ve výši 4 MWt se předpokládá v roce 2028. Hlavním cílem projektu je demonstrovat technickou a ekonomickou proveditelnost velkokapacitního Power-to-Heat-to-Power akumulačního konceptu v prostředí velkého energetického bloku. Tepelná energie bude uchovávána v roztavených solích při teplotě 560 °C. Při vybíjení bude teplo uložené v zásobnících využito pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla.