Samsung_03 Samsung_03 Samsung_03 Advertisement

Gravitačné skladovanie energie už ukazuje svoj potenciál

6

Žeriavy patria prakticky do akejkoľvek mestskej panorámy, ale vo švajčiarskom meste Ticino neďaleko talianskych hraníc má vynikať jeden zvláštny, ktorý nie je určený na stavbu. Má šesť ramien a je vysoký 110 metrov. Jeho cieľom je dokázať, že obnoviteľnú energiu možno ukladať pomocou ťažkých závaží a odoslať do siete ich uvoľňovaním. 

Švajčiarska spoločnosť Energy Vault už začala s testovacím programom, ktorý povedie k prvému komerčnému nasadeniu technológie v roku 2021. K rovnakému bodu sa blíži aj jej konkurent, škótska spoločnosť Gravitricity. A sú tu minimálne dve ďalšie spoločnosti s podobnými nápadmi, New Energy Let’s Go a Gravity Power hľadajú finančné prostriedky na ich presadenie.

V podstate takmer všetky v súčasnosti fungujúce zariadenia na skladovanie energie na svete, ktoré dokážu generovať dovedna 174 gigawattov, sa spoliehajú na gravitáciu. Dlho v tejto oblasti dominovali prečerpávacie vodné nádrže, kde sa voda načerpá do vyššej nadmorskej výšky a potom spustí späť cez turbínu na výrobu elektriny. Tie si však vyžadujú špecifické geografické podmienky - dva veľké zásobníky vody v rozdielnej nadmorskej výške, pričom rozdiel musí byť veľký, ale zasa nie priveľký.

Energy Vault, Gravity Power a ich konkurenti sa snažia použiť rovnaký základný princíp - zdvihnúť hmotu a nechať ju spadnúť. Hľadali však riešenie, ktoré sa dá postaviť takmer kdekoľvek. Zároveň dúfajú, že ich „gravitačná batéria“ ponúkne nižšie dlhodobé náklady a menej problémov v oblasti životného prostredia. Veže Energy Vault neustále dvíhajú a spúšťajú 35 ton hmoty usporiadanej do sústredných kruhov.

Napríklad tehly vo vnútornom kruhu môžu byť naukladané na akumuláciu 35 megawatthodín energie. Potom systém so šiestimi ramenami tehly rozoberá a spúšťa, čím sa energia vybíja. Systém je dosť komplikovaný. Aby sa udržal konštantný výstup, musí jeden blok akcelerovať, zatiaľ čo druhý spomaľuje. Preto sa používa šesť ramien. Okrem toho musí riadiaci systém kompenzovať nápory vetra, vychýlenie žeriavu pri zdvíhaní a kladení tehál, kyvadlové efekty a pod.

Oproti batériám má zariadenie Energy Vault niekoľko výhod. Namiesto chemicky reaktívnych a ťažko recyklovateľných materiálov využíva tehly, ktoré sa dajú vyrobiť z lokálne dostupných surovín a odpadového materiálu zmiešaného s novým polymérom od mexického cementového gigantu Cemex.

Ďalšia výhoda sú nižšie prevádzkové náklady. Spoločnosť počíta zhruba s polovicou nákladov na inštaláciu batérie s ekvivalentnou úložnou kapacitou. Navyše v infraštruktúre Energy Vault netreba neustále vymieňať degradujúce články. Konkurenčná schéma ukladania energie od Gravitricity sa zdá jednoduchšia. Spoločnosť plánuje spúšťať a vyťahovať jedno alebo niekoľko závaží s oveľa väčšou hmotnosťou po opustených banských šachtách hlbokých kilometer.

Tieto závažia, každé s hmotnosťou 500 až 5000 ton, sa musia na produkciu výkonu na úrovni megawattov pohybovať rýchlosťou iba niekoľko centimetrov za sekundu. Použitie jediného závažia sa hodí pre aplikácie, ktoré potrebujú vysoký výkon rýchlo a na krátke obdobie, napríklad na riešenie výkyvov v sieti. Systémy s viacerými závažiami by boli vhodnejšie na ukladanie väčšieho množstva energie, uvoľňovanej počas dlhšieho obdoba.

Gravitricity demonštruje svoj koncept v Škótsku prvým 250-kilowattovým systémom. Jeho 50-tonové závažie bude zavesené vo výške 7 metrov v rámovej veži. Testovanie by sa malo začať v prvom štvrťroku 2021. V tomto roku chce spoločnosť vyvinúť prototyp v plnej veľkosti. Takýto komplexný systém by sa potom začal používať v roku 2023.

Zdroj: spectrum.ieee.org.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

6 komentárov

Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo reakcia na: Gravitačné skladovanie energie už ukazuje svoj potenciál

1.2.2021 17:02
Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo predsa vo forme spomínaných prečerpávajúcich elektrární, ktoré sú podstatne technicky jednoduchšie ako toto.
Tomuto veľmi neverím, aj keď určite je treba detailne porovnať čísla s prečerpávajúcou elektrárňou. Hustota betónu mi nepríde o toľko významne vyššia aby to vyrovnalo objem stratený manipulačným priestorom a náklady na betón tiež nebudú zanedbateľné. Taktiež si neviem predstaviť manipuláciu vo vetre natoľko precíznu aby to nespôsobovalo opotrebovanie tých 5000 tonových závaží.
Zatiaľ by som do toho neinvestoval ani korunu :).
Možno sa to môže uplatniť niekde na absolútnej rovine (napr. v strede púšte) bez prístupu k vodnému zdroju. No pochybujem, že vo Švajčiarsku... No nechám sa prekvapiť, možno z toho bude aspoň ďalší div sveta pre ďalšie generácie.
Reagovať

RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo reakcia na: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo

1.2.2021 20:02
povedala by som, že si zabudol na jednu podstatnú vec: že keď sa prečerpáva voda, mení sa ťažisko sústavy a keď sa posúva betón, tak má ten kváder ťažisko stále na jednom mieste. Takže si to porovnajme: pre vodu mgh=0.5mv^2 dostaneme v=sqrt(2gh), (s/T)=sqrt(2gh), T=h/sqrt(2gh), T=sqrt(h/2g) a pre kyvadlo betónu dostaneme T=2pí*sqrt(h/g), čo je logicky väčšie ako T u vody:[voda]sqrt(h/2g)JeMenšieAko[betón]2pí*sqrt(h/g) A práve preto sa viac oplatí použiť betón a nie prečerpávaciu elektráreň ;) Takže jasné??
Reagovať

RE: RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo reakcia na: RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo

2.2.2021 15:02
Ako vtip fajn, ale mohli ste upozorniť na začiatku. Náhodne dať do rovnosti potenciálnu a kinetickú energiu a aby toho nebolo dosť pridať vzorec na periódu kyvadla :-/. Aký náhodný generátor vzorcov používate? Dúfam že to neučíte niekde na strednej škole...
Dôležitá je len potenciálna (teoreticky využiteľná) energia celej sústavy. Pri vode si to predstavte ako potenciálna energia molekúl vody v hornej mínus spodnej nádrži (zanedbajme straty pri presune vody a uvažujme možnosť vertikálne meniť polohu turbíny, tak aby bola presne na hladine spodnej nádrže).
Pri betóne majú spodné závažia využiteľnú potenciálnu energiu 0. Analógiu plnej spodnej nádrže si treba predstaviť ako všetky závažia rozložené po zemi (uvažujme dostatočnú manipulačnú plochu aj keď je to dosť nepraktické). Maximum potenciálnej energie sa dosiahne presunutím všetkých závaží do maximálnej priemernej výšky (výška ťažiska celej sústavy závaží, z hora obmedzenej výškou žeriavu). Čerpadlo musí tlačiť naraz celý vodný stĺpec, žeriav musí ťahať naraz celé závažie. Ani s pohľadu vynaloženej práce nevidím fyzikálny rozdiel.
Reagovať

RE: RE: RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo reakcia na: RE: RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo

6.2.2021 18:02
vysmievate tu zaujímavý nápad a to je smutné

RE: RE: RE: RE: logiku to teda má reakcia na: RE: RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo

2.2.2021 23:02
Otázka či na vrchnej, alebo spodnej lopatke turbíny? Ale asi máte pravdu, keby na tú turbínu padal ten betón asi by kmitala oveľa viac.

RE: RE: RE: logiku to teda má, T reakcia na: RE: RE: Gravitačné skladovanie už potenciál dávno ukázalo

2.2.2021 17:02
logiku to teda má, spodný zákmit na turbíne je menší ako ten na betóne, preto radšej použiť betón. A oni podľa vás prečo radšej použili betón?

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať