Da nužda stvara potencijalno sjajne zamisli pokazuje trenutna tehnološka trka kako za novim, čistijim načinima dobijanja energije tako i za skladištenje iste.
Svako malo svedoci smo novih ideja, smelih poduhvata poput dve mogućnosti kada je u pitanju jedno od važnijh pitanja energetske tranzicije, a to je skladištenje struje.
Napušteni rudnici
Jednom kada se rudnik iscrpi od svoje rude, od njega više nema nikakve koristi – on samo postaje napuštena rupa u zemlji.
Međutim, tako ne mora da bude. Prema novoj studiji, okna takvih rudnika mogla bi da služe kao prostor za gravitacione baterije za skladištenje energije.
Gravitacione baterije su u stvari sistem u kome se električna energija proizvodi oslobađanjem teškog opterećenja, dozvoljavajući mu da padne. Ta električna energija se onda može koristiti u trenucima kada su potražnje na opštinskoj mreži velike. U drugim vremenima, kada postoji višak energije u mreži, sistem gravitacionih baterija koristi deo te energije da povuče teret nazad, efektivno čuvajući energiju za kasniju upotrebu.
Jedan od najčešćih tipova tehnologije je ono što je poznato kao hidroelektrični sistem sa pumpom. U ovoj postavci, voda se oslobađa sa velike nadmorske visine, stvarajući električnu energiju okretanjem turbina dok teče nizbrdo. Kada je višak energije dostupan, ta voda se pumpa nazad do početne tačke.
Prošle godine, naučnici sa austrijskog Međunarodnog instituta za primenjenu sistemsku analizu (IIASA) predložili su drugu vrstu gravitacione baterije. Osnovna ideja je bila da liftovi u visokim zgradama koriste sisteme regenerativnog kočenja za proizvodnju električne energije dok spuštaju ponderisana korisna opterećenja sa viših na niže spratove. Autonomni roboti za prikolice bi po potrebi uvlačili teret u liftove i iz njih.
To dovodi do sistema Underground Gravity Energy Storage (UGES) baziranog na rudniku, koji su nedavno predložili isti istraživači. Takođe bi koristio liftove, ali ovi bi bili u postojećim napuštenim rudničkim oknima, i oni bi podizali i spuštali kontejnere pune peska.
Serija elektromotornih/generatorskih jedinica sa obe strane okna bi pomerala svaki lift gore-dole, generišući električnu energiju putem regenerativnog kočenja na putu dole, a zatim koristeći deo te struje na putu nazad.
Za maksimalnu efikasnost, liftovi bi mogli da preuzmu opterećenje peskom na površini, da to opterećenje uklone na dnu okna, a zatim da se vrate praznim na površinu. Nepotrebno je reći da bi se skladište na dnu okna na kraju napunilo peskom u ovom scenariju. Iz tog razloga, kada je bio višak energije u mreži, liftovi bi morali da donesu deo peska na vrh. Kombinacija električnih transportnih traka i kipera bi se koristila za utovar i istovar.
Naučnici procenjuju da bi UGES mogao da ima globalni potencijal za skladištenje energije od 7 do 70 TWh, pri čemu se većina postrojenja nalazi u zemljama u kojima već postoji mnogo napuštenih rudnika, kao što su Kina, Indija, Rusija, Sjedinjene Američke Države.
– Kada se rudnik zatvori, otpušta hiljade radnika UGES bi stvorio nekoliko slobodnih radnih mesta jer bi rudnik pružao usluge skladištenja energije nakon što prestane sa radom – rekao je Džulijan Hant iz IIASA-e, glavni autor rada o studiji.
Rudnici već imaju osnovnu infrastrukturu i priključeni su na elektroenergetsku mrežu, što značajno smanjuje troškove i olakšava implementaciju UGES postrojenja.
Neboderi i liftovi
Istraživači u Austiji osmislili su da višak obnovljive energije mogu uskladištiti kao potencijalnu energiju, tako što će se koristiti za podizanje nečeg teškog na višu tačku. Ta energija se zatim može osloboditi upotrebom gravitacije za pokretanje neke vrste generatora. Istraživači sa Međunarodnog instituta za primenjenu sistemsku analizu (IIASA) u Beču, Austrija, sagledali su visinu i lokaciju nebodera i videli ogromnu količinu unapred izgrađenih skladišta energije koja kao da čeka da bude otključana.
Mnogi sistemi liftova u visokim zgradama su dizajnirani sa regenerativnim kočionim sistemima koji mogu sakupljati energiju dok se lift spušta, tako da se na njih efektivno može gledati kao na unapred instalirane generatore energije. Lift Energy Storage System (LEST) upotrebljavao bi postojeće sisteme liftova, kao i prazne prostore u celoj zgradi, naročito one blizu vrha i dna. Zato bi bilo jeftino da se ovaj sistem naknadno ugradi u zgradu, u poređenju sa izgradnjom namenskog sistema gravitacionih baterija bilo gde drugde.
LEST bi koristio svaki zastoj lifta za pomeranje teških predmeta – poput velikih kontejnera sa vlažnim peskom – sa dna zgrade na vrh, kada je višak obnovljive energije dostupan, odnosno od vrha do dna, kada se ta energija može iskoristiti ili prodati nazad u električnu mrežu.
Istraživači smatraju da je za ovakav sistem potrebno napraviti seriju autonomnih robota koji bi unosili i iznosili tegove iz liftova. Oni se mogu čuvati duž hodnika, u praznim stanovima i kancelarijama ili u namenskim prostorijama ako se zgrada planira imajući u vidu ovaj sistem. Za to bi mogao poslužiti i rezervni polusprat pri vrhu ili dnu zgrade, jer ne bi bilo potrebno da ima dovoljno visok plafon da bi ljudi mogli da hodaju okolo.
Tegovi ne treba da budu glomazni da ne bi sprečili ljude da uđu u lift sa njima, a roboti se mogu programirati da izađu ako putnici uđu u lift, kako ga ne bi previše opteretili. Algoritmi mogu da odrede najprikladnije vreme za podizanje težine i za prikupljanje uskladištene energije, a da se ne produži uobičajeno čekanje lifta.
U studiji objavljenoj u časopisu Energy, istraživači navode da najsavremeniji sinhroni pametni liftovi sa trajnim magnetima i motorima mogu da rade sa efikasnošću od blizu 92%, kada su liftovi potpuno napunjeni i podešeni da se spuštaju optimalnom brzinom za proizvodnju energije. Ako su velike količine energije potrebne brzo, liftovi se mogu podesiti da se spuštaju brže, uz smanjenje efikasnosti. Ovaj sistem bi mogao postati još efikasniji kada je uparen sa sistemom magnetnog lifta bez kablova.
Postoji mnogo drugih tehnologija za skladištenje energije na nivou mreže koje su u razvoju, ali LEST ima neke jedinstvene karakteristike. Ono što je najbitnije, nalazi se usred gradova koje opslužuje, koristeći postojeća svojstva najviše infrastrukture poznate čoveku, što u velikoj meri smanjuje ulaganja. Potrebno je samo obezbediti robote i tegove, programirati lift i posao je završen.
LEST neće moći da odgovori na iznenadne skokove potražnje tako brzo ili pouzdano kao veliki sistem baterija, ali bi zato mogao da akumulira veliku količinu energije tokom leta i postepeno je oslobađa tokom zime.
E2 portal (N1)
