Швейцарская компания Energy Vault разрабатывает решения для хранения электроэнергии, включая запатентованное гравитационное хранилище из композитных блоков. Для оценки его эффективности в больших масштабах компания запустила строительство двух хранилищ в штате Техас (США) и Китае. Технология предназначена для повышения надежности энергосистем и интеграции возобновляемых источников энергии при снижении расходов.
Накопление электроэнергии возможно тремя способами: электрохимическое хранение с помощью аккумуляторов, механическое хранение с помощью насосно-аккумуляторных станций (STEP) и хранение сжатого воздуха. STEP — это гравитационные накопители: два водохранилища разной высоты соединены трубами; при низком спросе насосная система перекачивает воду из нижнего в верхнее, при высоком спросе система работает как… гидроэлектростанция.
Решения Energy Vault основаны на принципе работы очистных сооружений. В системе не используется вода: она работает за счет подъема и опускания блоков весом несколько тонн. Блоки поднимаются наверх огромной конструкции для хранения электроэнергии (в виде потенциальной гравитационной энергии), а затем «освобождаются» для подачи электроэнергии (блоки приводят в движение кабели, подключенные к генератору). переменного токаЭкспериментальный завод начал работу возле швейцарского офиса компании. energy vault теперь стремится продемонстрировать работоспособность своей идеи на большем объёме.
Емкость накопителя 100 мегаватт-часов
Для уменьшения зависимости коммунальных служб от ископаемого топлива и стимулирования перехода на возобновляемые источники энергии требуется разработать эффективные решения по хранению энергии, заявил Роберт Пикони, генеральный директор Energy Vault. В связи с тем что доступность возобновляемых источников не является непрерывной и объемы производства колеблются в зависимости от погоды, Energy Vault предлагает решение для долгосрочного хранения.
Как и в случае с STEP, принцип заключается в хранении электроэнергии, производимой возобновляемыми источниками в периоды избытка – система, работающая от солнечных батарей или ветряных турбин, поднимает сотни 24-тонных блоков – и затем высвобождении энергии путем освобождения блоков, когда спрос высок, а производство низкое.
Блоки размещаются в большом прямоугольном здании. Каждый блок имеет размеры 3,5 x 2,7 x 1,3 метра и весит 24 тонны. Состоят они на 99% из спрессованной земли, смешанной с водой и полимерами для стабилизации, по плотности почти не уступая бетону. Рельсовый путь доставляет их к лифту и обратно: каждый блок спускается со скоростью около 2 м/с, производя примерно один мегаватт, как утверждает Марко Терруццина, инженер-механик и менеджер по коммерческим продуктам Energy Vault.
Экспериментальная система в Арбедо-Кастионе работает с 2020 года, подключенная к швейцарской электросети, вырабатывает пять мегаватт энергии. Строящиеся объекты в Снайдере и к северу от Шанхая проверят экономичность и эффективность технологии для работы в больших масштабах. Объект в Техасе высотой 140 метров рассчитан на обеспечение коммунального предприятия 36 мегаватт-часами мощности.
Китайский объект достигнет высоты примерно 120 метров, его ширина превысит размеры объекта Снайдера, а емкость составит 100 мегаватт-часов. По информации CNET, такого количества энергии хватит для обеспечения питания 3400 домов в течение суток. Энергия будет использоваться компанией по утилизации и переработке отходов China Tianying Group. Строительство планируют завершить к июню.
Это решение для хранения энергии «Предлагает революционную емкость для работы от 2 до 18 часов по доступной цене с эффективностью более 80%. — говорится на сайте компании; заявленная общая эффективность сопоставима с эффективностью насосных гидроэлектростанций. Для увеличения емкости хранилища достаточно спроектировать более длинные здания с большим числом лифтов, чтобы хранить больше блоков.
Технология Energy Vault обладает рядом преимуществ. В частности, компания указывает на использование местных материалов при строительстве блоков и стандартных промышленных комплектующих из предсказуемых региональных цепочек поставок. Кроме того, данный подход исключает риск возгорания из-за теплового выброса, свойственного химическим технологиям, что обеспечивает надежную работу в жаркой или влажной среде.
Среди главных преимуществ системы — ее прочность. В отличие от аккумуляторов, чья ёмкость снижается со временем, системе Energy Vault предоставляется гарантия не менее 35 лет. Наш план ценен тем, что не приводит к снижению эффективности источника питания. «, — говорит Марко Терруццин.
Эффективность концепции позволит увеличить устойчивость и стабильность энергосистемы, сократив затраты на хранение энергии.
Такой фактор станет определяющим при принятии решения о применении технологии. Energy Vault не опубликовала информацию о стоимости двух возводимых систем.