Inžinierius planuoja elektros energijos kaupimą jūros dugne

Povandeninės hidroakumuliacinės jėgainės naudoja vandens slėgį turbinoms varyti

Povandeninės hidroakumuliacinės saugyklos principas © Knut Gangåssæter / Doghouse
skaityti garsiai

Ateityje neįprasta energijos kaupimo sistema galėtų tiekti elektrą esant silpnam vėjui: jūros dugne bus išpumpuota akumuliacinė elektrinė. Turbinoms varyti naudojamas didžiulis vandens slėgis gylyje. Panašiai kaip Jules Verne'o vizija, vokiečių inžinierius nori netrukus ją įgyvendinti padedant Norvegijos tyrimų organizacijai. Pastačius vieną iš šių povandeninių jėgainių, per aštuonias valandas ji galėtų tiekti pakankamai energijos 200 000 namų ūkių.

Galimybė naudoti vandens energiją kaip energijos saugojimo rūšies idėja nėra nauja: Ištisus dešimtmečius šis principas veikia vadinamieji hidroakumuliacinės elektrinių. Jei į elektros tinklus tiekiama daugiau elektros energijos, nei sunaudojama, jėgainė sunaudoja šį energijos perteklių. Jis pumpuoja vandenį iš slėnyje esančio rezervuaro į aukštesnį. Jei vėliau reikia daugiau elektros energijos arba jei trūksta kitų elektros energijos tiekėjų, vandenyje kaupiama energija paverčiama atgal į elektrą:

Tada vanduo tiesiog nukreipiamas atgal žemyn iš viršutinio rezervuaro. Pagreitėjęs gravitacija, vanduo varo turbinas ir generatorius, gaminančius elektrą. „Taigi šio tipo akumuliacinė elektrinė veikia kaip savotiška baterija, galinti kompensuoti elektros tinklo svyravimus“, - aiškina Raineris Schrammas, kuris dabar išrado neįprastą šių akumuliacinių elektrinių versiją. Aviacijos ir kosmoso inžinierius įkūrė įmonę „Subhydro AS“, kad įgyvendintų savo idėją.

Vandens slėgis kaip varomoji jėga

Net jos povandeninėje elektrinėje vanduo varo turbinas. Tačiau dabar ne tarp dviejų rezervuarų, kurie užtikrina būtiną galią atskirtį, bet slėgio skirtumas tarp vandens ant dugno ir turbinų salės interjeras. „Įsivaizduokite, kaip atidaryti liuką povandeniniame povandeniniame laive. Vanduo šaudys su didžiule jėga į vidų - būtent tokią energiją mes norime panaudoti “, - aiškina Schrammas. Ideali vieta yra maždaug 400–800 metrų gylyje. Tada atidarykite įleidimo vožtuvą į turbinos baką, šaudykite į vandenį ir maitinkite turbiną.

Tokia akumuliacinė jėgainė, turinti keletą turbinų bakų, sujungtų iš eilės, gali pateikti „Schramm“ skaičiavimus maždaug po 300 megavatų elektros energijos per maždaug aštuonias valandas - tiek, kad būtų galima aprūpinti gerą 200 000 namų ūkių. Tačiau elektrinės dydį galima lanksčiai reguliuoti, atsižvelgiant į tai, kiek rezervuarų perjungiama vienas už kitą. Jei kitu metu vyrauja energijos perteklius, elektra pašalinama iš tinklo, kad būtų galima ištuštinti turbinų salę jūros dugne. Šios povandeninės jėgainės saugojimo efektyvumas yra apie 80 procentų, aiškina Schrammas. Tai maždaug atitinka įprastos kaime esančios hidroakumuliacinės jėgainės savybes. displėjus

Elektros energijos kaupimas iš vėjo jėgainių jūroje

Kaip paaiškina inžinierius, vienas didelis šių jūrinių hidroakumuliacinių talpyklų pranašumas yra tas, kad jas galima montuoti ten, kur, pavyzdžiui, yra jūros vėjo jėgainių parkai. Jei jie pagamins daugiau elektros energijos nei reikia, ji laikinai bus saugoma akumuliacinėje elektrinėje. Jei jūroje yra apleistų vietų, povandeninis saugykla gali užtikrinti pusiausvyrą ir vis tiek tiekti elektrą į tinklą. Tačiau didelės Šiaurės jūros dalys yra per seklios akumuliacinei elektrinei - todėl prototipą taip pat reikėtų statyti gilesnėje jūroje prie Norvegijos.

Tyrėjo nuomone, net svyruojančią elektros energijos gamybą, pavyzdžiui, saulės sistemos sausumoje, galėtų kompensuoti toks povandeninis saugojimas. „Daugeliui kilo mintis panaudoti slėgį jūros dugne energijai kaupti“, - sako Schrammas. „Bet mes pirmieji pasaulyje sukūrėme patentuotą technologiją, kad iš tikrųjų tai būtų įmanoma padaryti.“ Kartu su Norvegijos tyrėjais inžinierius dabar nori dirbti įgyvendindamas savo planus.

Nauja medžiaga turėtų padaryti elektrinę pelningesnę

"Iššūkis yra rasti optimalią pusiausvyrą tarp stabilumo ir išlaidų", aiškina, Arne martius plaktuku iš Norvegijos mokslinių tyrimų organizacija SINTEF. Štai kodėl jis ir jo kolegos jau dirba kurti specialų betoną, su kuria turbinos talpyklų sienelės retai, bet vis dar gali būti pastatytas pakankamai stabili. "Tačiau mes turime pasiekti jėgainės statybos ir įrengimo išlaidas, kurios daro šią energijos kaupimo formą perspektyvią."

Tyrėjai planuoja sutvirtinti naudojamą betoną, o ne naudoti plienines sijas su plonais plieno pluoštais. Anot Martiaus-Hammerio, tai supaprastina betono gamybos procesą ir sumažina sąnaudas. Kada pirmasis prototipas bus jūros dugne priešais Norvegiją, dar nėra aišku. Schrammas įsitikinęs, kad jo idėja yra perspektyvus būdas ateityje taupyti energiją.

(SINTEF, 2013 5 16 - NPO)