Нова технология за съхранение на електроенергия

Ефектът, който изкопаемите горива имат върху климата, стимулира използване на нисковъглеродни източници на енергия. В момента най-добрите варианти за производство на нисковъглеродна енергия в голям мащаб са вятърната и слънчевата енергия.

Но въпреки подобренията през последните няколко години, както по отношение на производителността, така и по отношение на цената, остава един непреодолим проблем: вятърът не винаги духа, а слънцето не свети нощем.

Енергийна мрежа, която разчита на тези "колебаещи се" източници, се бори постоянно да отговаря на търсенето и предлагането и затова възобновяемата енергия понякога се губи, по простата причина, че не е в състояние на непрекъснато производство.

Едно от основните решения на този проблем са широкомащабните технологии за съхранение на електроенергия. Те работят чрез натрупване на електричество, когато предлагането надвишава търсенето, след което се освобождава, когато се случи обратното. Един от проблемите при този метод е, че той включва огромни количества електроенергия, съобщава Sciencealert.

Съществуващите технологии за съхранение като батерии не са добри за този процес поради високата цена на единица енергия. В момента над 99 процента от съхраняваната електроенергия се обработва от помпени хидро язовири, които придвижват вода между два резервоара чрез помпа или турбина, за да съхраняват или произвеждат енергия.

Съществуват обаче ограничения за това колко повече помпени хидростанции могат да бъдат изградени поради географски изисквания.

Има обаче един обещаващ вариант за съхранение на електроенергия чрез помпени станции. 

Помпата за съхраняване на топлинна електроенергия работи чрез превръщане на електричеството в топлина с помощта на мащабна термопомпа. След това тази топлина се съхранява в топлопроводим, горещ материал, като вода или чакъл, в изолиран резервоар.

При необходимост топлината се превръща обратно в електричество с помощта на топлинен двигател. Тези преобразувания на енергия се извършват с термодинамични цикли, същите физически принципи, използвани за работа с хладилници, автомобилни двигатели или топлоцентрали.

Помпеното термично съхранение на електричество има много предимства. Процесите на преобразуване разчитат най-вече на конвенционалните технологии и компоненти (като топлообменници, компресори, турбини и електрически генератори), които вече се използват широко в енергетиката и преработващата промишленост.

Резервоарите за съхранение могат да бъдат пълни с евтини материали като чакъл, разтопени соли или вода. И за разлика от батериите, тези материали не представляват заплаха за околната среда.

Големите резервоари за разтопена сол успешно се използват от много години в концентрирани слънчеви централи, което е технология за възобновяема енергия, която отбелязва бърз растеж през последното десетилетие.

Концентрираната слънчева енергия и помпеното съхранение на топлинна електроенергия споделят много сходства, но докато концентрираните слънчеви централи произвеждат енергия, като съхраняват слънчевата светлина като топлина (и след това я преобразуват в електричество), помпените инсталации за съхранение на топлинна енергия съхраняват електричество, което може да идва от всеки източник - слънчева, вятърна или дори ядрена енергия, наред с други.

Помпените инсталации за съхранение на топлинна електроенергия могат да бъдат инсталирани навсякъде, независимо от географията. Те могат също така лесно да бъдат уголемени, за да отговорят на нуждите за съхранение на мрежата.