Tesla – величезна маркетингова машина

Історично склалося так, що велика частина електроенергії, вироблюваної в світі, споживається відразу після генерації. Або ж вона не споживається і просто марнується, пише arsTECHNICA.
Зміна клімату вплинуло на зацікавленість урядів країн у поновлюваних джерелах енергії. І «зелена» енергетика різна, вона не завжди здатна виробляти енергію саме в той час, коли це потрібно. Яким чином можна виправити такий недолік? Оскільки дослідження в області акумуляції енергії все більше привертають увагу вчених, побудова энергохранилищь для сонячних або вітрових електростанцій починає набувати все більшого сенсу.
Слід зазначити, що акумуляція енергії не є чимось абсолютно новим. На сьогодні існує багато технологій энергохранилищь, а їх використання залежить від того, які ресурси є в наявності у локального виробника електроенергії. Енергетичні компанії інвестують в технології, виправдані на місцевому рівні, незалежно від того, це гідроакумулююча станція, стиснене повітря або літій-іонні батареї.
Багато нових проектів з накопиченням енергії базуються на технологіях, які існують вже десятиліття. Щоб краще зрозуміти майбутнє акумуляції енергії, ми зібрали кілька найбільш ефективних видів зберігання енергії в світі.
Гідроакумулююча станція
энергохранилище, яке працює за принципом гідроелектростанції є, можливо, однією з найстаріших форм енергозберігаючих енергосистем. Воно здатне компенсувати нестачу мегават електрики в пікові години. Технологія досить проста: у системі є нижній резервуар води, з якого вода перекачується в верхній, який топографічно знаходиться вище. Коли немає потреби в електриці (наприклад, вночі), ви використовуєте зайву енергію для того, щоб перекачати воду у верхній резервуар (фактично — зарядити акумулятор). Коли попит на електроенергію високий, вода з цього резервуара зливається через турбіни електрогенераторів вниз, в нижній резервуар. Потім цикл повторюється.
Цей спосіб акумуляції енергії є досить популярним, хоча і застарілим з багатьох точок зору. Так, Німеччина розглядає використання старих вугільних шахт для побудови гідроакумулюючих станцій, а деякі німецькі дослідники працюють над будівництвом гігантських бетонних сфер, які можуть акумулювати енергію після їх розміщення на дні океану.
Энергохранилища на базі стисненого повітря
Зберігання енергії за рахунок стиснення повітря (Compressed air energy storage — CAES) багато в чому схоже на гідроакумулюючу станцію, тільки замість води виробник електрики в період низького попиту накачує в спеціальний резервуар стиснене повітря. Коли потрібно електрику, стиснене повітря випускається з резервуара і крутить турбіну електрогенератора.
Оскільки повітря під час компресії нагрівається, це тепло потрібно відводити ще до закачування в резервуар високого тиску. Але під час декомпресії повітря буде сильно охолоджуватися, тому його потрібно знову нагрівати. Для цього використовують або додатковий газовий нагрівач, або інші технології.
Хоча схеми зберігання енергії в резервуарах зі стисненим повітрям обговорюються протягом кількох останніх десятиліть, витрати на будівництво і складність самих сховищ завадили створенню багатьох подібних споруд. На сьогодні є лише кілька реально працюючих систем і кілька більшу кількість тестових комплексів. Наприклад, канадська компанія Hydrostor працює над створенням потужних систем стисненого повітря в Онтаріо і в Арубі.
Термічне зберігання розплавленої солі
Розплавлена сіль здатна довго зберігати тепло, і це її властивість знаходить застосування на гелиоэлектростанциях, де сотні великих дзеркал фокусують сонячні промені для генерації енергії. На деяких електростанціях сонячні промені направляються на велику центральну термальну вежу, в якій швидко нагрівається і кипить робоча рідина. Є інша технологія, коли робоча рідина в трубах нагрівається, які проходять перед параболічними дзеркалами. Так чи інакше, це тепло можна використовувати негайно для запуску парової турбіни, або ж направити сонячну енергію на нагрівання солі. Розплавлена сіль здатна зберігати тепло протягом кількох годин. Це допомагає сонячним електростанціям збільшити час роботи і генерувати електрику навіть увечері.
Технології акумуляції тепла з допомогою розплавленої солі мають чіткі перспективи. Дослідники працюють над вдосконаленням резервуарів розплавленої солі для різних цілей, а зовсім недавно SolarReserve оголосила про плани побудови сонячної теплової установки в Чилі, яка буде працювати 24 години на добу завдяки величезному резервуара зберігання розплавленої солі.
Деякі компанії шукають шляхи збереження енергії розплавленої солі без потреби у сонячній енергії. Видання Bloomberg нещодавно розповідало про схемі зберігання енергії розплавленої солі з лабораторії X, що належить корпорації Alphabet, яка буде використовувати дешеву електроенергію щоб нагрівати розплавлену сіль і охолоджувати антифриз. Коли потрібна енергія, йде зворотний процес комбінації потоків гарячого і холодного повітря, що здатні крутити турбіни.
У майбутньому системи акумуляції енергії можуть і не використовувати розплавлену сіль. Наприклад, дослідники з Georgia Tech нещодавно побудували керамічний насос, який здатний переміщати рідкий метал при дуже високих температурах. Використання рідкого металу може зробити цей вид зберігання енергії більш ефективним.