Зусилля щодо отримання дешевих та чистих джерел енергії, що замінюють викопне паливо, здійснюються через генерацію, але перш за все через зберігання. Як скористатися всією електрикою, яку ми отримуємо від вітрогенераторів, наприклад, накопичивши її якимось чином. Проект Європейського Союзу пропонує величезні повітряні батареї.
Поновлювані джерела енергії в основному видобуваються з рухомої води або вітру. Дотепер спосіб накопичення потенційної енергії, що генерується при виникненні природних умов, поки вона не споживається, здійснювався через водойми, такі як дамби, які можна виділити для виробництва електроенергії в своїх турбінах на гідроелектростанції. У деяких установках вода пізніше знову закачувалась у водосховище, коли енергія виявляється в надлишку. Практичне рішення лише в гірських регіонах, і це також витрачає частину виробленої енергії. Дослідницький проект RICAS 2020 намагається використовувати повітря як спосіб накопичення енергії, зберігаючи її в закритих неприйнятих печерах.
Загальний принцип, який вже був прийнятий в деяких місцях світу, по суті полягає у використанні надлишкової електричної енергії для стиснення повітря, яке потім зберігається в підземній печері.
Коли потрібна потужність, повітря випускається через газову турбіну, яка виробляє електроенергію. Існуючі установки цього типу часто використовуються для задоволення пікових потреб як доповнення до класичних електростанцій, забезпечуючи правильну кількість електроенергії, необхідної в різний час доби.
Фізика, яка регулює накопичення енергії у формі стисненого повітря, є результатом природного закону, звичного закону про велосипедний насос: процес стиснення повітря нагріває його. Велосипедні насоси стискають повітря з метою підвищення тиску в шинах, і при цьому насос нагрівається.
Дві найбільші у світі установки стисненого повітря розташовані в Німеччині та США. Вони є підземними камерами, створеними в сольових формаціях. Але ці рослини втрачають значну частку потенційної енергії стисненого повітря, оскільки вони не мають системи накопичення тепла, що виробляється на стадії стиснення повітря. Учасники RICAS 2020 мають формулу зменшення цих втрат у майбутніх підземних сховищах. В основі ідеї - додаткова станція, яку вони включили у своє рішення:
- На шляху до підземної печери гаряче стиснене повітря проходить через окрему печеру, заповнену подрібненою породою.
- Повітря нагріває скелю, яка зберігає велику частку тепла.
- Холодне повітря зберігається в головній печері.
- Коли повітря згодом повертається через подрібнену породу на своєму шляху для виробництва електроенергії, потік повітря перегрівається камінням.
- Потім гаряче повітря розширюється через турбіну, що виробляє електроенергію
Кредит: Джованні Перілло, SINTEF. Ілюстрація: Knut Gangåssæter, SINTEF
Дешевше, ніж акумулятори акумуляторного типу
Директор проекту SINTEF пояснює, що, за підрахунками, ця технологія може підвищити ефективність системи до 70-80%. Показники для більшості існуючих місць зберігання не перевищують 45% до 55%, а це означає, що вироблена енергія становить лише половину від того, що спочатку використовувалось для стиснення повітря в печері.
«Проект базується на переконанні, що це рішення забезпечить кращий накопичувач енергії, ніж той, що забезпечується акумуляторами, завдяки своєму більш тривалому терміну служби та меншій вартості за кВт-год накопиченої енергії. Ми також сподіваємось, що його можна використовувати практично незалежно від типу доступного геологічного утворення ", - кажуть вони.
Вчені SINTEF також пропонують свої знання в галузі підземних технологій з розрахунками, які гарантуватимуть, що їх рішення, включаючи герметичні матеріали, зможуть витримати тиск, якому вони піддаються.
Проект призведе до набору детальних технічних специфікацій та аналізу витрат. Чи встановити пілотну установку чи ні, буде залежати від результатів цих досліджень: "Якщо наше рішення виявиться ефективним, з'являться нові захоплюючі можливості не тільки для власного накопичення енергії, але й для промислового застосування стисненого повітря", Пообіцяйте дослідникам.