Tri inovativne vrste skladištenja energije

TRI INOVATIVNE VRSTE SKLADIŠTENJA ENERGIJE: Skladištenje energije ključna je komponenta britanske elektroenergetske mreže, ali ovi se sustavi radikalno razlikuju u pogledu opsega i funkcije. Od ogromnih jedinica za skladištenje topline ispunjenih rastaljenom soli do sustava koji koriste tekući zrak…

Obnovljiva energija je u redu, ali kako održavati svjetla upaljenima kada sunce ne sja i vjetar ne puše? To je otrcana pritužba, ali sadrži zrno istine.

Kao što Nathan Ritson, tehnički voditelj dobavljača obnovljive energije Good Energy, kaže: „S dobrim starim britanskim vremenom, u određenim vremenima generirate previše, a u drugima premalo.“ Solarna i vjetroelektrana već čine više od trećine električne energije u Velikoj Britaniji, a taj udio brzo raste. Ali njihova inherentna isprekidanost stalni je problem.

Ključni dio rješenja je skladištenje viška električne energije. Baterije ovdje mogu igrati vitalnu ulogu, objašnjava Ritson, kako u komercijalnim sektorima tako i u kućanstvu. Pohranjivanje energije u baterijama na razini mreže također postaje sve uobičajenije, uravnotežujući ponudu i potražnju diljem zemlje.

No, baterije nisu jedina tehnologija pohrane energije. Evo tri nove tehnologije koje bi mogle igrati vrijednu prateću ulogu u održavanju naših svjetala upaljenima u budućnosti.

Vrtnja u budućnost sa zamašnjacima

Zamašnjaci postoje već neko vrijeme. Leonardo da Vinci osmislio je jedan. Tri stoljeća kasnije, škotski inženjer James Watt koristio ih je kako bi pomogao svojim parnim strojevima da nesmetano rade. Osnovni princip je da izvor energije – na primjer obnovljivi izvori energije – pokreće rotor u vrtnji, pohranjujući energiju kao kretanje koje se kasnije može osloboditi za proizvodnju električne energije.

Neovisni energetski konzultant Eugene Bryce navodi prednosti zamašnjaka: može trajati desetljećima, za razliku od baterija, koje se mnogo brže degradiraju, super je učinkovit (do 90%) i može se vrlo brzo puniti i prazniti. Potonje ga čini idealnim za isporuku energije po potrebi, što je upravo ono što današnja električna mreža zahtijeva.

Manje idealna je činjenica da su početni troškovi relativno visoki, a trebalo bi vam jako puno zamašnjaka da biste pohranili dovoljno energije za osvjetljavanje grada. Ali u kombinaciji s baterijama, kaže Bryce, mogli bi se pokazati doista korisnima.

Počinju se pojavljivati ​​kao uređaji za pohranu diljem svijeta; najveći na svijetu upravo je spojen na mrežu u kineskoj provinciji Shanxi. Vrhunski primjer tehnologije, elektrana za pohranu energije sa zamašnjakom Dinglun sastoji se od 120 zamašnjaka velike brzine s magnetskom levitacijom (MAGLEV), ukupnog kapaciteta 30 MW. To je dovoljno električne energije za napajanje oko 10 000 britanskih domova.

Stvaranje energije iz zraka

Tekući zrak zvuči kao proturječnost, ali mogao bi imati mjesto u krajoliku pohrane energije. Za razliku od zamašnjaka, ovo je relativno nova tehnologija, o kojoj se prvi put ozbiljno raspravljalo 1970-ih.

U osnovi, funkcionira ovako: zrak se usisava i komprimira na vrlo visoki tlak korištenjem viška električne energije. Komprimirani zrak se zatim hladi, putem složenog oblika izmjenjivača topline, dok ne dostigne tekuće stanje. Kada je energija ponovno potrebna, tekućina se ispumpava kao plin i koristi za pogon turbina za proizvodnju električne energije – pomalo slično kao što to radi para u konvencionalnoj elektrani.

Kako je potražnja za skladištenjem energije rasla, potaknulo se novo zanimanje za ovu metodu

Sada se prva komercijalna primjena na svijetu oblikuje u Manchesteru, gdje stručnjaci za tekući zrak Highview Power grade postrojenje koje bi trebalo biti u pogonu 2027. godine. Zarađivat će novac korištenjem električne energije kada je najjeftinije stvoriti rješenje za skladištenje, a zatim će ispuštati zrak za proizvodnju energije kada je potražnja velika u odnosu na dostupnu ponudu.

Specijalistica za skladištenje energije Shaylin Cetegen s Massachusetts Institute of Technology rekla je za BBC da, iako se početna ekonomija može činiti izazovnom, tekući zrak “ističe se kao posebno isplativa opcija za skladištenje velikih razmjera“.

Neki to vole vruće

Kako solarna energija može proizvoditi električnu energiju usred noći? Zvuči kao zagonetka – a odgovor je… sol.

Točnije, rastaljena sol. U Španjolskoj, Maroku i drugdje, koncentrirane solarne elektrane koriste ogromne nizove zrcala za zagrijavanje termalnog ulja do točke u kojoj može proizvoditi paru za pogon turbina i tako generirati električnu energiju.

Neke elektrane usmjeravaju toplinu na posebne mješavine soli, koje je mogu zadržati dulje vrijeme – uključujući i preko noći. Kada je potrebna električna energija, vruća rastaljena sol se pumpa u generator pare, proizvodeći pregrijanu paru za pogon turbina.

Zanimljivo rješenje iz norveške Kyoto Group

No električna energija nije jedina vrsta energije koja je industriji potrebna – toplina je često bitna, a postoji sve veći interes za korištenje soli za njezino skladištenje u industrijskim procesima. Jedna obećavajuća primjena dolazi zahvaljujući norveškoj Kyoto Group.

Njegov dizajn ‘heatcube’ koristi obnovljivu električnu energiju za zagrijavanje spremnika soli kada su cijene niske. Toplina, u obliku pare, zatim se može koristiti na licu mjesta – na primjer, za sterilizaciju robe kao dio proizvodnje hrane.

To je jedna od niza inovacija – korištenje soli, pijeska ili drugih medija – koje obećavaju revolucionirati način na koji generiramo i skladištimo toplinu za industriju, a možda i za kućnu upotrebu. Ali sol je ta koja privlači značajnu pozornost.

Stručnjak za skladištenje Robert Barthorpe sa Sveučilišta u Sheffieldu rekao je za The Guardian: „Rastopljena sol je fantastična tehnologija koja nudi visoke temperature u industrijskim razmjerima. Bit će važan dio energetskog miksa.“