Цивилизация
С увеличением использования в мире таких возобновляемых источников энергии, как солнце и ветер, все острее встает вопрос о том, как обходиться с главным отрицательным свойством этой дармовой энергии — непостоянством. Неравномерность работы ветряков и солнечных батарей, связанная с изменчивостью погоды и сменой времени суток,
требует поиска таких технических решений, которые позволяют запасать излишки электрической энергии и использовать их, когда вырабатываемых мощностей не хватает потребителям.
Так, одни специалисты предлагают запасать энергию в огромных электрических аккумуляторах, другие — переводить ее в потенциальную энергию тяжелых железнодорожных составов.
Участники канадского стартапа Hydrostor предложили другое необычное решение — закачивать энергию в подводные пузыри.
В августе инженеры компании намерены утопить в озере Онтарио несколько похожих на воздушные шары мешков, а затем надуть их воздухом, используя электричество от местной гидроэлектростанции. Позднее, когда потребность в электроэнергии возрастет, воздух будут выпускать из баллонов, и он, проходя через специальные турбины, будет возвращать электроэнергию в сеть.
В результате ученые намерены продемонстрировать работоспособность первого в мире подводного хранилища энергии на основе сжатого воздуха.
Идея запасать механическую энергию в сжатом воздухе не нова и восходит еще к 70-м годам XIX века. В настоящее время успешно используются хранилища сжатого воздуха, закачиваемого в подземные пустоты и трубы, а небольшие баллоны с воздухом используют для движения автомобилей и локомотивов.
По словам профессора динамики Университета Ноттингема Симуса Гарви, идеи подводного хранения сжатого воздуха витали с 1980-х годов. Его компания еще в 2012 году установила экспериментальные шары Thin Red Line Aerospace близ Оркнейских островов (Шотландия).
«Идея в том, чтобы создать хранилище там, где оно наиболее необходимо. Где береговые ветряки создают непостоянное производство энергии», — говорит глава Hydrostor Куртис Ван Валленгем. По его словам, компания начала разработку технологии четыре года назад, параллельно со строительством ветряной электростанции. Сначала инженеры хотели закачивать воду на высоту, а затем использовать ее потенциальную энергию. Известно, что подобные установки имеют эффективность порядка 80%, но удобны они лишь в местах с естественным перепадом высот и неэффективны в небольших масштабах.
«Поэтому мы подумали: если поднять кубометр воды — лучший способ запасти энергию, то почему бы не сделать обратное — загнать воздух под воду?» — пояснил бизнесмен.
Надутый баллон, погруженный на сто и более метров под воду, сжимается давлением воды, позволяя сжатому воздуху, подаваемому через шланги, запасать больше энергии. На глубинах более 500 м, уверен Гарви, «стоимость установки становится несравнимо мала по сравнению со стоимостью компрессоров».
Установка Hydrostor будет состоять из баллонов, опущенных на глубину 80 м. Высвобождая воздух, они будут способны давать около мегаватта энергии в течение трех часов.
Целью инноваторов является масштабирование установки и создание хранилища, способного генерировать 20–30 мегаватт электроэнергии в течение 10–20 часов.
«Мы просто увеличиваем объем полости, поэтому верхнего предела не существует», — говорят в компании.
По словам разработчиков, подобные установки будут пользоваться спросом по мере перехода на альтернативные источники энергии. Большая часть населения Земли живет у побережья, поэтому энергетические потери, возникающие при доставке людям традиционной электроэнергии, заставят строить хранилища как можно ближе к месту потребления.