Pramoniniai energijos kaupimo įrenginiai
Seniau hidroelektrinėse gauta elektros energija iš karto būdavo pristatoma vartotojams: degdavo lempos, važiuodavo varikliai. Tačiau šiandien, kai energijos gamybos galimybės labai išsiplėtė, veiksmingų pagamintos energijos kaupimo būdų klausimas buvo rimtai keliamas daugeliu atžvilgių, įskaitant įvairių atsinaujinančių šaltinių.
Kaip žinote, dieną žmonija išleidžia daug daugiau energijos nei naktį. Piko apkrovos valandos miestuose patenka į griežtai apibrėžtas ryto ir vakaro valandas, o generuojantys augalai (ypač saulės, vėjo ir kt.) generuoja tam tikrą vidutinę galią, kuri skirtingu paros metu ir priklausomai nuo oro sąlygų labai skiriasi.
Tokiomis aplinkybėmis nebloga mintis elektrinėse turėti kokią nors atsarginę elektros saugyklą, kuri galėtų užtikrinti reikiamą galią bet kuriuo paros metu. Pažvelkime į kai kurias geriausias technologijas šiai problemai išspręsti.
Hidraulinės energijos kaupimas
Seniausias metodas, nepraradęs savo aktualumo iki šių dienų. Dvi didelės vandens talpyklos yra viena virš kitos. Vanduo viršutiniame bake, kaip ir bet kuris objektas, pakeltas į aukštį, turi didesnę potencialią energiją nei vanduo apatiniame bake.
Kai elektrinės energijos suvartojimas mažas, tuo metu vanduo siurbliais pumpuojamas į viršutinį rezervuarą. Piko valandomis, kai gamykla yra priversta tiekti didelę galią į tinklą, vanduo iš viršutinio rezervuaro nukreipiamas per hidrogeneratoriaus turbiną, taip generuojant didesnę galią.
Vokietijoje rengiami tokio tipo hidroakumuliatorių projektai, skirti vėlesniam jų įrengimui senų anglių kasyklų vietose, taip pat vandenyno dugne specialiai tam sukurtuose sferiniuose sandėliuose.
Energijos kaupimas suspausto oro pavidalu
Kaip ir suspausta spyruoklė, suspaustas oras, įpurškiamas į cilindrą, gali kaupti energiją potencialia forma. Šią technologiją inžinieriai kūrė ilgą laiką, tačiau jos neįdiegė dėl didelės kainos. Tačiau jau dabar labai aukštas energijos koncentracijos lygis pasiekiamas adiabatinio dujų suspaudimo metu specialiais kompresoriais.
Idėja tokia: normaliai veikiant siurblys pumpuoja orą į rezervuarą, o didžiausių apkrovų metu iš rezervuaro, esant slėgiui, išleidžiamas suspaustas oras ir sukasi generatoriaus turbina. Pasaulyje yra kelios panašios sistemos, kurių viena didžiausių kūrėjų yra Kanados kompanija Hydrostar.
Išlydyta druska kaip šilumos akumuliatorius
Saulės elementai Tai ne vienintelis saulės spinduliavimo energijos konvertavimo įrankis.Tinkamai koncentruota saulės infraraudonoji spinduliuotė gali įkaitinti ir išlydyti druską ir net metalą.
Taip veikia saulės bokštai, kur daugybė atšvaitų nukreipia saulės energiją į druskos rezervuarą, sumontuotą ant bokšto, pastatyto stoties centre, viršuje. Tada išlydyta druska išskiria šilumą į vandenį, kuri virsta garais, kurie paverčia generatoriaus turbiną.
Taigi, prieš paverčiant elektra, šiluma pirmiausia kaupiama išlydytos druskos pagrindu pagamintame šilumos akumuliatoriuje.Ši technologija buvo įdiegta, pavyzdžiui, Jungtiniuose Arabų Emyratuose. Georgia Tech sukūrė dar efektyvesnį išlydyto metalo terminio saugojimo įrenginį.
Cheminės baterijos
Ličio baterijos vėjo jėgainėms — tai ta pati technologija kaip išmaniųjų telefonų ir nešiojamųjų kompiuterių baterijos, tik elektrinei skirtoje saugykloje tokių „baterijų“ bus tūkstančiai. Technologija nėra nauja, šiandien ji naudojama JAV. Naujausias tokios 4 MWh elektrinės pavyzdys yra neseniai Australijoje „Tesla“ pastatyta jėgainė. Stotis gali tiekti maksimalią 100 MW galią į apkrovą.
Nesandari cheminių medžiagų akumuliatoriai
Jei įprastose baterijose elektrodai nejuda, srauto akumuliatoriuose įkrauti skysčiai veikia kaip elektrodai. Per membraninį kuro elementą juda du skysčiai, kuriuose vyksta joninė skystųjų elektrodų sąveika ir ląstelėje susidaro skirtingų ženklų elektros krūviai nesumaišant skysčių. Stacionarūs elektrodai yra sumontuoti elemente, kad būtų tiekiama taip pakrauta elektros energija į apkrovą.
Taigi Vokietijoje, įgyvendinant projektą brine4power, po žeme planuojama įrengti rezervuarus su elektrolitais (vanadžio, sūraus vandens, chloro ar cinko tirpalu), o vietiniuose urvuose bus pastatyta 700 MWh debito baterija. Pagrindinis projekto tikslas – subalansuoti atsinaujinančios energijos paskirstymą per dieną, kad būtų išvengta elektros energijos tiekimo nutraukimo dėl vėjo trūkumo ar debesuoto oro.
Super smagračio dinaminė saugykla
Principas grindžiamas tuo, kad pirmą kartą konvertuojama elektra - super smagračio sukimosi kinetinės energijos pavidalu, o prireikus vėl į elektros energiją (smagratis suka generatorių).
Iš pradžių smagratis greitinamas mažos galios varikliu, kol apkrovos suvartojimas yra didžiausias, o kai apkrova tampa didžiausia, smagračio sukaupta energija gali būti tiekiama daug kartų didesne galia. Ši technologija nebuvo plačiai pritaikyta pramonėje, tačiau laikoma perspektyvia naudoti galinguose nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose.