Германия и Британия придумали, как закачивать излишки электроэнергии под землю и воду. Инженеры предлагают использовать воду для аккумулирования энергии.
В Европе все чаще стали задумываться над новыми инфраструктурными проектами, связанными не только с альтернативными источниками энергии, но и способами ее хранения
Если электростанция вырабатывает электричество из возобновляемых источников, таких как солнце или ветер, в силу погодных условий иногда электричества вырабатывается мало. В таком случае аккумулирование энергии обеспечивает надежность электроснабжения. Кроме того, запас электроэнергии перекрывает суточные пики энергопотребления.
Один из старейших способов запасания энергии примитивно прост: когда электричество дешево и его много, можно использовать его для закачивания воды в резервуар над турбиной, а когда электричества мало и его получение дорого, — спускать закачанную воду вниз через турбину для генерации электричества.
Идея эта, впрочем, не нова. Первые ГАЭС появились в Европе еще в конце XIX века, а самая большая в России такая станция была построена тридцать лет назад совсем недалеко от Москвы в Загорском (ныне — Сергиево-Посадском) районе Московской области. В настоящее время в мире 90% станций хранения электроэнергии основано на закачивании воды.
Только за последний месяц в Европе было объявлено о трех инновационных проектах в плане строительства гидроаккумулирующих станций.
Сланцевые карьеры
Правительство Великобритании дало разрешение компании Snowdonia Pumped Hydro (SPH), чтобы превратить два заброшенных сланцевых карьера в Глин-Ронви в Северном Уэльсе в водохранилища.
На их основе разработан проект электростанции, способной аккумулировать энергию, достаточную для снабжения 200 тыс. домов.
Стоимость строительства оценивается в 160 млн фунтов стерлингов, а прогнозируемый срок службы — 125 лет и более. В основе лежит тот же принцип перекачки воды между верхним и нижним резервуарами, только процессы будут происходить под землей. Основные объекты, а это два водохранилища, расположены в сланцевых карьерах.
В Британии мало горных районов, которые могли бы обеспечить перепад высот для строительства подобных гидростанций. Но SPH утверждает, что Великобритания могла бы построить гидрохранилища с использованием нетрадиционных объектов, таких как бывшие промышленные карьеры, прибрежные районы и существующие водоемы для питьевой воды.
Угольные шахты
Угольный разрез Проспер-Ханиел на северо-западе Германии, после полувека службы, закроется в 2018 году. Тогда начнется работа по переводу его в новую гидроаккумулирующую станцию. В комплекс входят шахты общей протяженностью 26 км, через которые потенциально можно пропустить миллионы кубометров воды, которые смогут отдавать в электрические сети энергию, наполняя шахты.
Там, где нет природного перепада высот, такой проект делает возможным 600-метровый рудник, и этого достаточно, чтобы реализовать тот же принцип работы. Установка будет потреблять энергию от ветровых турбин, солнечных батарей и источников биомассы, установленных на поверхности над шахтой. В особенно солнечные или ветреные дни вода откачивается из шахты, накапливая энергию в виде объема воды в верхнем резервуаре до тех пор, пока энергия не понадобится снова.
Использование заброшенных шахт не требует изменения природного ландшафта, а это еще один плюс в пользу такого рода проектов.
Работают над проектом исследователи из нескольких немецких университетов, которые вместе с частными инженерными фирмами и правительством с 2012 года проводят исследования на площадке. Если завод начнет работу, земле Северный Рейн – Вестфалия уже к 2025 году удастся на 30% обеспечить свои потребности за счет возобновляемых источников.
ГАЭС на дне моря
А Немецкий институт ветроэнергетики и энергетических систем (Fraunhofer IWES) потратил годы на разработку способа аккумуляции энергии в толще океана. Недавно институт завершил четырехнедельное экспериментальное испытание с использованием бетонной сферы, которую разместил на дне Боденского озера, у подножия Альп.
Сфера диаметром 30 м с насосом и турбиной работает как традиционное хранилище с перекачкой воды между резервуарами. В периоды, когда электричество дешево, вода откачивается из сферы, а когда электричества недостаточно, воду пропускают обратно в сферу для перемещения турбины и выработки электроэнергии.
Институт признает, что подобные установки имеют экономическое значение только в больших масштабах.
Потребуется не меньше 80 сфер «для достижения соответствующей производительности и потенциала для энергетического рынка», говорят ученые.
Расчеты показывают, что одна такая установка способна давать 20 МВт мощности на протяжении четырех часов «разрядки».
Морской проект института будет длиться еще три-пять лет. Промышленные партнеры и общественные спонсоры, по-видимому, уже сейчас заинтересованы в проекте. Недавний эксперимент реализован при содействии федерального министерства экономики и технологий Германии.
