Oznacza to, że stajemy w obliczu rosnącego zapotrzebowania na urządzenia do magazynowania energii, ponieważ energia pochodząca z instalacji fotowoltaicznych i farm wiatrowych nie zawsze może być wykorzystana natychmiast po jej wytworzeniu.

Wiele pisaliśmy o jednym z najtańszych magazynów energii jakimi są różnego rodzaju zbiorniki na wodę. Magazynowanie energii polega na pompowaniu wody zagospodarowując nadmiar energii. Wykorzystanie zmagazynowanej w tej wodzie energii polega na napędzaniu nią turbin w okresie zapotrzebowania na energię.

Nie zawsze jednak można stosować takie rozwiązania, ponieważ nie ma do tego odpowiedniej infrastruktury. Co wtedy zrobić? Magazynować energię w powietrzu. Jak? Naukowcy z całej Europy próbują przekształcić koncepcję powietrza jako magazynu energii w rzeczywistość.

Jak pompka do roweru!

Ogólna zasada, która została przyjęta w kilku miejscach na całym świecie, polega zasadniczo na wykorzystaniu nadmiernej ilości energii elektrycznej do sprężania powietrza, która jest następnie składowane w podziemnej jaskini. Kiedy konieczne jest udostępnienie zmagazynowanej energii, powietrze jest uwalniane przez turbinę gazową wytwarzającą prąd.

Przechowywanie energii w sprężonym powietrzu jest wynikiem prawa natury znanej każdemu użytkownikowi pompki do pompowania roweru: proces sprężania powietrza powoduje, że podnosi się jego temperatura. Pompy do rowerów sprężają powietrze w celu zwiększenia ciśnienia w oponach. Podczas pompowania taka pompa się nagrzewa. Wykorzystanie tego ciepła będzie mogło w przyszłości zwiększyć efektywności sieci magazynowych. Kwestia tylko stworzenia odpowiedniej instalacji do wychwytywania i magazynowania ciepła z fazy sprężania powietrza.

Groty podziemne jako magazyn ciepła

Dwa największe magazyny sprężonego powietrza na świecie znajdują się w Niemczech i w USA. Są to podziemne komory utworzone w formacjach solnych. Te instalacje tracą jednakową część energii potencjalnej sprężonego powietrza, ponieważ nie zawierają systemu do magazynowania ciepła wytwarzanego w fazie sprężania.

Uczestnicy projektu RICAS 2020 mają sposób na zmniejszenie tych strat w budowanych w przyszłości podziemnych magazynach sprężonego powietrza: dodatkowy element całego procesu.

W drodze do podziemnej jaskini, gorące, sprężone powietrze będzie kierowane do oddzielnej jaskini wypełnionej rozdrobnioną skałą. Gorące powietrze będzie miało za zadanie ogrzać rozdrobnioną skalę, która przejmie i utrzyma ciepło, a zimne powietrze które oddało ciepło będzie kierowane do głównej jaskini. Zanim zostanie ono wykorzystane do produkcji energii, będzie kierowane z powrotem przez nagrzaną komorę z pokruszoną skałą. Nagrzane tym sposobem powietrze będzie już wstępnie podgrzane, a dopiero potem rozprężane i kierowane na turbinę.

Kierownik projektu wyjaśnia, że ​według szacunków ta technologia może zwiększyć wydajność systemu nawet o 70-80%.

Według naukowców pracujących nad projektem, musi zostać spełniony tylko jeden wymóg, by zastosować taką technologię: duże puste przestrzenie skalne muszą już istnieć, gdyż zbyt kosztowne byłoby wykopanie nowych jaskiń i uczynienie ich bezpiecznymi.

Przewiduje się zatem, że istniejące i nieużywane podziemne pomieszczenia mogą zostać ponownie otwarte i wykorzystane.

Aby jednak mogły one być wykorzystane należy je uszczelnić specjalną membraną. Materiał uszczelniający będzie musiał być odporny na wysokie ciśnienia.

Jeśli okaże się, że proponowane rozwiązanie się sprawdzi, pojawi się na pewno wiele innych zastosowań dla takiej technologii – nie tylko do magazynowania energii ale także do przemysłowego wykorzystania.

Źródło: phys.org

 

Redakcja GLOBEnergia