Краса гравітаційних акумуляторів полягає в тому, що вони просто включають підйом (заряджання) і опускання (розрядження) великої ваги, пояснює Саймон Рід, написавши для World Economic Forum . Для насосної ГЕС необхідний доступ до води та геологічний перепад висот. Але якщо ви використовуєте каміння чи цеглу, кожен може зробити це будь-де та в будь-якому масштабі. Решта – просто будівельна робота. Ніколи не знадобляться ні рідкісні матеріали, ні мінерали, ні хімікати, які з часом втрачають свою силу. Гравітаційна батарея може працювати стільки, скільки можна підтримувати будь-яку цементну конструкцію, тобто фактично вічно. Саймон Рід розглядає підняті ваги (або опущені в старі шахтні стовбури), насосну гідросистему, та систему, де вода використовується для підйому значно важчих тягарів, таким чином поєднуючи обидва для досягнення набагато більшого гравітаційного потенціалу. Це змушує замислитися, навіщо нам колись знадобляться літієві батареї чи щось інше для зберігання в мережі.
- Інженери розробляють величезні «гравітаційні батареї» для зберігання енергії від генераторів відновлюваної енергії;
- Якщо світ хоче відмовитися від викопного палива, необхідно знайти способи зберігання відновлюваної енергії;
- Деякі технології використовують воду, а також силу тяжіння для накопичення енергії (гідроакумулюючі станції);
- Одна компанія планує використати колишні шахтні стовбури для розміщення під землею гігантських гравітаційних батарей.
Інженери змагаються, щоб відповісти на одне з найнагальніших питань про наш перехід на відновлювану енергію – як її зберігати? Електроенергія, вироблена вітровими та сонячними електростанціями, недоступна, коли не світить сонце чи не дме вітер, тому без способів зберігання енергії все, що не використовується негайно, витрачається даремно.
Відповіддю можуть стати гравітаційні батареї. Ідея звучить просто: коли є багато зеленої енергії, батареї використовують енергію, щоб підняти важку вагу або високо в повітря, або на вершину глибокої шахти. Потім, коли потрібна потужність, лебідки поступово знижують вагу та виробляють електроенергію від руху кабелів які розкручують електрогенератори.
Це означало б, що ви можете накопичувати електроенергію, отриману сонячною електростанцією, протягом дня, коли світить сонце, а потім випускати цю електроенергію в мережу ввечері, коли попит зростає, оскільки люди вдома використовують електроенергію, щоб дивитися телевізор, готувати їжу та обігрівати свої будинки.
Британська компанія Gravitricity випробовує прототип гравітаційної батареї в порту Лейт поблизу Единбурга. Це 15-метрова сталева вежа, яка використовує двигуни на сонячних батареях для підйому двох 25-тонних вантажів на сталевих тросах. Коли ваги опускаються, двигуни стають генераторами та виділяють електроенергію.
Старший інженер із випробувань і моделювання Gravitricity Джилл Макферсон повідомила Raconteur, що випробування пройшли успішно: «Потужність демонстратора була розрахована на 250 кВт – достатньо для підтримки близько 750 будинків, хоча й протягом дуже короткого часу. Але це підтвердило, що ми можемо дати повну потужність менш ніж за секунду, що є цінним для операторів, яким потрібно секунду за секундою балансувати мережу. Демонстратор також може доставляти великі обсяги повільніше, тому він дуже гнучкий».
Гравітаційні батареї проти літій-іонних (чи будь-яких інших)
Гравітаційні батареї — не єдиний спосіб зберігання відновлюваної енергії; Літій-іонні батареї домінують на ринку, і деякі експерти віддають перевагу зеленому водню. Але гравітація є вільною, чистою та легкодоступною, без ускладнень, пов’язаних із виробництвом водню, або проблем із захистом навколишнього середовища та прав людини, пов’язаних із видобутком літію, та подальшою утилізацією батарей.
Хоча гравітаційні батареї, достатньо потужні для живлення електромереж, і технологія швидко розвивається, але вона ще потребує допрацювання. Олівер Шмідт, консультант із чистої енергії та запрошений дослідник з Імперського коледжу Лондона, сказав, що гравітаційне сховище має чимало заслуг. У той час як літій-іонні батареї втрачають ємність після того, як їх заряджали та перезаряджали протягом багатьох років, гравітаційні системи складаються з міцних компонентів, які прослужать набагато довше: «Це техніка машинобудування… Це відносно дешево» — каже він.
Гравітаційні системи на водній основі
Gravitricity є однією з ряду компаній, які намагаються побудувати концепцію насосної гідроенергетики, яка включає в себе перекачування води в гору, коли енергії достатньо, а потім дозволяє їй знову текти вниз пізніше, повертаючи турбіни в гідрогенераторі.
На відміну від гравітаційних батарей, за даними Міжнародної асоціації гідроенергетики, гідроелектростанції з насосом є усталеною технологією, яка забезпечує понад 90% світового накопичення енергії високої ємності. Але об’єкти дорогі в будівництві та обмежені географією: для технології потрібні пагорби та доступ до води.
Компанія Gravity Power, яка розташована в Каліфорнії, США, і німецька компанія New Energy Let’s Go адаптували ідею поєднання води та сили тяжіння для накопичення енергії. Обидві компанії мають системи, в яких вода проганяється через турбіну великим поршневим каменем, розміщеним у підземних шахтах.
Подивитися відео яка працює ця система можна тут.
Зберігання електроенергії в шахтних стовбурах
Система Gravitricity не використовує воду, але інженери компанії також планують використовувати підземні шахти, а не вежі для повномасштабних версій своїх гравітаційних батарей, які вимагатимуть набагато більшої ваги, ніж прототип в порту Лейт. Наразі команда досліджує, чи можуть вони використовувати шахтні стовбури, що не використовуються, у Чехії, Польщі та Південній Африці. Gravitricity планує запустити свою першу повномасштабну систему в 2023/24 роках.
Керуючий директор фірми Чарлі Блер каже, що приємно бачити колишні шахтарські райони, які відіграють роль у постачанні відновлюваної енергії: «Повномасштабні накопичувачі енергії в колишніх шахтах можуть добре використовувати існуючу інфраструктуру та створювати робочі місця саме в цих районах. де вони найбільше потрібні. Емоційний аспект цього також важливий. Колись у шахтах працювали цілі громади – і загалом вони дуже раді бачити, як їх використовують для зберігання відновлюваної енергії».
Саймон Рід є старшим автором у Formative Content, пише для Всесвітнього економічного форуму.
Цю статтю пере-опубліковано відповідно до міжнародної публічної ліцензії Creative Commons Attribution-Non Commercial-No Derivatives 4.0
Джерело інформації: energypost.eu
