Industrielle energilagringsenheder
I gamle dage blev den elektriske energi opnået i vandkraftværker straks leveret til forbrugerne: lamper tændte, motorer kørte. Men i dag, hvor elproduktionskapaciteterne er blevet kraftigt udvidet, er spørgsmålet om effektive måder at lagre genereret energi på for alvor blevet rejst på mange måder, bl.a. forskellige vedvarende kilder.
Som du ved, bruger menneskeheden meget mere energi om dagen end om natten. Timerne med spidsbelastninger i byer falder ind under strengt definerede morgen- og aftentimer, mens produktionsanlæg (især sol, vind osv.) genererer en vis gennemsnitseffekt, der varierer betydeligt på forskellige tidspunkter af dagen og afhængigt af vejrforholdene.
Under sådanne omstændigheder er det ikke en dårlig idé, at kraftværker har en form for backup-ellager, der kan levere den nødvendige strøm på ethvert tidspunkt af dagen. Lad os tage et kig på nogle af de bedste teknologier til at løse dette problem.
Hydraulisk energilagring
Den ældste metode, der ikke har mistet sin relevans den dag i dag. To store vandtanke er placeret over hinanden. Vandet i den øvre tank har, ligesom enhver genstand, der er hævet til en højde, en højere potentiel energi end vandet i den nederste tank.
Når kraftværkets strømforbrug er lavt, pumpes der på det tidspunkt vand ind i det øverste reservoir af pumper. I myldretiden, når anlægget er tvunget til at levere høj effekt til nettet, bliver vandet fra den øverste tank omdirigeret gennem hydrogeneratorens turbine, hvorved der genereres øget effekt.
I Tyskland udvikles projekter af denne type hydroakkumulatorer til deres efterfølgende opstilling på steder med gamle kulminer såvel som på bunden af havet i sfæriske lagre, der er specielt oprettet til dette formål.
Energilagring i form af trykluft
Som en komprimeret fjeder er komprimeret luft indsprøjtet i en cylinder i stand til at lagre energi i potentiel form. Teknologien blev udklækket af ingeniører i lang tid, men blev ikke implementeret på grund af dens høje omkostninger. Men allerede meget høje niveauer af energikoncentration er opnåelige under adiabatisk gaskompression med specielle kompressorer.
Ideen er denne: under normal drift pumper en pumpe luft ind i tanken, og under spidsbelastninger frigives komprimeret luft fra tanken under tryk og drejer generatorens turbine. Der findes flere lignende systemer i verden, hvoraf en af de største udviklere er det canadiske firma Hydrostar.
Smeltet salt som termisk akkumulator
Solpaneler Det er ikke det eneste værktøj til at omdanne solens strålingsenergi.Solar infrarød stråling, når den er korrekt koncentreret, kan opvarme og smelte salt og endda metal.
Sådan fungerer soltårne, hvor mange reflektorer leder solens energi til en salttank, der er monteret på toppen af et tårn, der er rejst i midten af stationen. Det smeltede salt afgiver derefter varme til vandet, som bliver til damp, der forvandler generatorens turbine.
Så før den bliver til elektricitet, bliver varmen først lagret i en termisk akkumulator baseret på smeltet salt.Denne teknologi er implementeret for eksempel i De Forenede Arabiske Emirater. Georgia Tech har udviklet en endnu mere effektiv enhed til termisk opbevaring af smeltet metal.
Kemiske batterier
Lithium batterier til vindkraftværker — dette er den samme teknologi som batterier til smartphones og bærbare computere, kun der vil være tusindvis af sådanne "batterier" i lageret til kraftværket. Teknologien er ikke ny, den bruges i dag i USA. Et nyligt eksempel på sådan et 4 MWh-anlæg er det, der for nylig blev bygget af Tesla i Australien. Stationen er i stand til at levere en maksimal effekt på 100 MW til lasten.
Utætte kemikalieakkumulatorer
Hvis elektroderne ikke bevæger sig i konventionelle batterier, fungerer de ladede væsker i flowbatterier som elektroder. To væsker bevæger sig gennem en membranbrændselscelle, hvori ionisk vekselvirkning mellem væskeelektroder finder sted, og elektriske ladninger af forskellige tegn genereres i cellen uden at blande væskerne. Stationære elektroder er monteret i cellen for at levere den således belastede elektriske energi til belastningen.
Så som en del af brine4power-projektet i Tyskland er det planlagt at installere tanke med elektrolytter (vanadium, saltvand, klor eller zink-opløsning) under jorden, og et 700 MWh flow-batteri vil blive opstillet i lokale huler. Hovedmålet med projektet er at balancere distributionen af vedvarende energi i løbet af dagen for at undgå strømafbrydelser forårsaget af manglende vind eller overskyet vejr.
Super svinghjul dynamisk opbevaring
Princippet er baseret på først at konvertere elektricitet — i form af kinetisk energi af supersvinghjulets rotation, og om nødvendigt tilbage til elektrisk energi (svinghjulet drejer generatoren).
I første omgang accelereres svinghjulet af en laveffektmotor, indtil belastningsforbruget er peak, og når belastningen bliver peak, kan den energi, som svinghjulet lagrer, leveres med mange gange mere kraft. Denne teknologi har ikke fundet bred industriel anvendelse, men anses for lovende til brug i kraftfulde uafbrydelige strømkilder.