Ipari energiatároló berendezések
Régen a vízi erőművekben nyert elektromos energiát azonnal eljuttatták a fogyasztókhoz: égtek a lámpák, jártak a motorok. Napjainkban azonban, mivel az energiatermelési lehetőségek nagymértékben bővültek, a megtermelt energia hatékony tárolásának kérdése számos szempontból komolyan felmerült, pl. különféle megújuló források.
Mint tudják, nappal az emberiség sokkal több energiát költ, mint éjszaka. A városokban a csúcsterhelések órái szigorúan meghatározott reggeli és esti órákra esnek, míg a termelő erőművek (főleg nap-, szélenergia stb.) egy bizonyos átlagos teljesítményt termelnek, amely a nap különböző szakaszaiban és az időjárási viszonyoktól függően jelentősen változik.
Ilyen körülmények között nem rossz ötlet, hogy az erőművek rendelkezzenek valamilyen tartalék áramtárolóval, amely a nap bármely szakában képes biztosítani a szükséges teljesítményt. Vessünk egy pillantást a probléma megoldására szolgáló legjobb technológiák közül.
Hidraulikus energiatárolás
A legrégebbi módszer, amely a mai napig nem veszítette el relevanciáját. Két nagy víztartály van egymás felett. A felső tartályban lévő víz, mint minden magasba emelt tárgy, nagyobb potenciális energiával rendelkezik, mint az alsó tartályban lévő víz.
Ha az erőmű energiafogyasztása alacsony, akkor szivattyúk szivattyúzzák a vizet a felső tartályba. Csúcsidőben, amikor az üzem kénytelen nagy energiát táplálni a hálózatba, a felső tartályból elvezetik a vizet. a hidrogenerátor turbináján keresztül, ezáltal nagyobb teljesítményt generál.
Németországban az ilyen típusú hidroakkumulátorok projektjeit fejlesztik a későbbi felállításukra a régi szénbányák helyén, valamint az óceán fenekén, speciálisan erre a célra kialakított gömb alakú raktárakban.
Energiatárolás sűrített levegő formájában
Az összenyomott rugóhoz hasonlóan a hengerbe fecskendezett sűrített levegő is képes az energiát potenciális formában tárolni. A technológiát a mérnökök sokáig kifejlesztették, de magas költsége miatt nem vezették be. A speciális kompresszorokkal végzett adiabatikus gázsűrítés során azonban már nagyon magas energiakoncentráció érhető el.
Az ötlet a következő: normál működés közben egy szivattyú levegőt pumpál a tartályba, csúcsterheléskor pedig nyomás alatt sűrített levegő szabadul ki a tartályból, és megforgatja a generátor turbináját. A világon több hasonló rendszer létezik, amelyek egyik legnagyobb fejlesztője a kanadai Hydrostar cég.
Olvadt só hőtárolóként
Napelemek Nem ez az egyetlen eszköz a nap sugárzó energiájának átalakítására.A nap infravörös sugárzása, ha megfelelően koncentrálódik, felmelegítheti és megolvaszthatja a sót, sőt a fémeket is.
Így működnek a napelemes tornyok, ahol sok reflektor irányítja a napenergiát az állomás közepén felállított torony tetejére szerelt sótartályba. Az olvadt só ezután hőt bocsát ki a vízbe, amely gőzzé alakul, ami a generátor turbináját forgatja.
Tehát az elektromossággá alakítás előtt a hőt először egy olvadt só alapú hőtárolóban tárolják, ezt a technológiát például az Egyesült Arab Emírségekben alkalmazzák. A Georgia Tech egy még hatékonyabb eszközt fejlesztett ki az olvadt fém termikus tárolására.
Vegyi akkumulátorok
Lítium akkumulátorok szélerőművek számára — ez ugyanaz a technológia, mint az okostelefonok és laptopok akkumulátorai, csak az erőmű tárolójában több ezer ilyen "akkumulátor" lesz. A technológia nem új, az USA-ban ma is használják. Egy ilyen 4 MWh-s erőműre a közelmúltban példa az ausztráliai Tesla által nemrég épített. Az állomás maximum 100 MW teljesítményt képes a terhelésre leadni.
Szivárgó vegyszerakkumulátorok
Ha a hagyományos akkumulátorokban az elektródák nem mozognak, az áramlási akkumulátorokban a feltöltött folyadékok elektródákként működnek. Két folyadék halad át egy membrán üzemanyagcellán, amelyben folyékony elektródák ionos kölcsönhatása megy végbe, és a cellában különböző jelű elektromos töltések keletkeznek anélkül, hogy a folyadékokat összekeverné. Helyhez kötött elektródák vannak a cellába szerelve, hogy az így terhelt elektromos energiát a terhelésre szállítsák.
Tehát a németországi brine4power projekt részeként a tervek szerint elektrolitokat (vanádium, sós víz, klór vagy cinkoldat) tartalmazó tartályokat telepítenek a föld alá, a helyi barlangokban pedig egy 700 MWh-s áramlási akkumulátort állítanak fel. A projekt fő célja a megújuló energia elosztásának kiegyensúlyozása a nap folyamán, hogy elkerülhető legyen a szélhiány vagy a felhős idő miatti áramkimaradás.
Szuper lendkerék dinamikus tároló
Az elv az elektromos áram első átalakításán alapul - a szuper lendkerék forgásának kinetikus energiája formájában, és szükség esetén vissza elektromos energiává (a lendkerék forgatja a generátort).
Kezdetben a lendkereket kis teljesítményű motorral gyorsítják a terhelési fogyasztás csúcsáig, majd amikor a terhelés csúcs lesz, a lendkerék által tárolt energia sokszorosával nagyobb teljesítménnyel szállítható. Ez a technológia nem talált széles körű ipari alkalmazásra, de ígéretesnek tekinthető nagy teljesítményű szünetmentes áramforrásokban.