Mrakodrapy sa môžu vďaka novému gravitačnému systému stať obrími batériami
Obnoviteľné zdroje energie, ako sú slnko a vietor, sú kľúčové pre budúcnosť, ale čelia zásadnému problému – nestálosti. Na vyriešenie tohto problému, keďže slnko nesvieti vždy a vietor nefúka, potrebujeme efektívne spôsoby skladovania prebytočnej energie.
Zatiaľ čo lítiovo-iónové batérie sú populárne, majú obmedzenú životnosť a časom degradujú. Výskumníci z kanadskej Univerzity vo Waterloo teraz navrhli inovatívne riešenie, ktoré premieňa samotné budovy na gravitačné batérie. Koncept sa nazýva gravitačný systém na ukladanie energie (GESS) a je navrhnutý na integráciu do nových, vysokých mestských budov.
Táto metóda využíva výšku mrakodrapov na ukladanie energie mimoriadne udržateľným spôsobom. Systém funguje v tandeme s obnoviteľnými zdrojmi energie integrovanými priamo do budovy, ako sú fotovoltické fasády na južnej, východnej a západnej stene a malé strešné veterné turbíny.
Keď tieto zdroje vyrobia viac elektriny, ako budova okamžite potrebuje, prebytočná energia sa použije na napájanie kladkostrojového systému. Tento systém zdvihne ťažké pevné bloky, vyrobené z ocele alebo betónu, do horných častí budovy v špeciálnej šachte.
Týmto zdvihnutím sa elektrická energia premení na potenciálnu gravitačnú energiu, ktorá je bezpečne uložená v hmote blokov. Keď budova neskôr potrebuje elektrinu, napríklad v noci alebo počas špičky, systém tieto ťažké bloky kontrolovane spustí nadol.
Gravitácia ťahá bloky k zemi a ich pohyb roztáča elektrický generátor, čím sa uložená potenciálna energia premieňa späť na elektrickú. Celý proces je mechanicky podobný fungovaniu bežných výťahov v mestských budovách a dokonca sa očakáva, že bude fungovať pri podobných rýchlostiach.
Systém sa skladá z motorovo-generátorovej jednotky, prevodových súkolí, zdvíhacích lán a samotných pevných závaží. Táto technológia je navrhnutá tak, aby fungovala ako hybridný systém. GESS by slúžil ako primárna jednotka na ukladanie energie s veľkou kapacitou, zatiaľ čo menšie lítiovo-iónové batérie by sa používali len na rýchlu reakciu a na vyrovnávanie náhlych prebytkov alebo nedostatkov v sieti.
Výhodou gravitačného systému je jeho extrémna životnosť, ktorá presahuje 35 rokov, a skutočnosť, že jeho kapacita časom vôbec nedegraduje, na rozdiel od chemických batérií. Modelovanie výskumníkov ukázalo, že táto technológia je aj finančne životaschopná.
Vyššie budovy s väčšou podlahovou plochou síce vyžadujú väčšiu kapacitu systému, ale zároveň dosahujú nižšie priemerné náklady na uloženú energiu (LCOE). Analýza potvrdila, že systém GESS by mohol dosiahnuť dobu návratnosti investície deväť až sedemnásť rokov.
Diskontovaná doba návratnosti, ktorá je presnejším finančným ukazovateľom, bola vo väčšine prípadov pod 25 rokov. Tieto čísla potvrdzujú dlhodobú finančnú životaschopnosť premeny mrakodrapov na sebestačné energetické centrá. Hoci je táto technológia pre integráciu do budov nová, nadzemné gravitačné úložiská už preukázali funkčnosť v počiatočných komerčných mierkach a očakáva sa ich plné presadenie v nasledujúcich rokoch.
Zdroj: interestingengineering.com foto: depositphotos.com.
