Хранить энергию на дне океана позволят разработки Subhydro и Hydrostor
В основе принципа работы многих гидроэлектростанций лежит огромный перепад высот, который возникает естественным образом на водопадах или создается искусственно в случае плотин. Вода, проходящая через систему, вращает турбины, и генерируется электричество. Сейчас инженеры работают над системой, которая позволит использовать давление в море - также возникающее в результате перепада высот - для хранения и генерации энергии. Так, норвежская компания Subhydro занимается разработкой подводных гидроэлектростанций, а канадская Hydrostor создает подводной системы хранения излишней электроэнергии, поступающей из общей электросети.
Вспомните один из голливудских блокбастеров, в котором вода с шипением врывается через открытый люк или брешь в корпусе подводной лодки. Эта картина даст вам примерное представление о силах, которые действуют под водой. Атмосферное давление и вес жидкости создают огромное давление под водой, которое возрастает по мере увеличения глубины. Так, на глубине 400 метров давление достигает 40 атмосфер. При этом на уровне моря оно равно всего одной атмосфере. Проект Subhydro предусматривает установку больших бетонных резервуаров на глубине 400-800 метров. И чем глубже, тем лучше - так можно будет добиться максимизации выработки энергии.
Когда "люк" открывается, вода может перемещаться в резервуары, вращая турбину, которая приводит в действие электрический генератор. Чем крупнее резервуары, тем дольше может продолжаться процесс генерации электричества. Когда они будут заполнены, турбина при необходимости начнет вращаться в обратном направлении, чтобы выкачать воду. Этот процесс предполагает потребление энергии, излишки которой поступают из сети. Таким образом, система по принципу работы схожа с обычными гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС), выполняя функции своего рода подводного аккумулятора, который можно перезаряжать огромное количество раз. Только в данном случае резервуары располагаются не на суше, а в морских глубинах, где давление на порядок выше.
Согласно данным Subhydro, эффективность подводной гидроаккумулирующей электростанции примерно на 80 процентов выше по сравнению с КПД обычных аналогов. Интеграция ГАЭС с массивом ветрогенераторов или солнечной фермой поможете создать систему, которая будет стабильно снабжать электросеть общего пользования энергией. ГАЭС будет использовать для хранения избыточной энергии из возобновляемых источников: вода будет выкачиваться из резервуаров при пиковой генерации, а также заполнять их при недостаточном объеме выработки электроэнергии из возобновляемых источников.
Другой подход к созданию подводной системы хранения электроэнергии разработали специалисты компании Hydrostor. Их система будет находиться на глубине в 80 метров в озере Онтарио - недалеко от Торонто. Компания вскоре начнет строительство подводных резервуаров, которые будут содержать сжатый воздух. Излишки энергии из возобновляемых источников (ветер и солнце) помогут нагнетать в подводные резервуары воздух из атмосферы под давлением. Чтобы вернуть электроэнергию обратно в сеть при необходимости, воздух будет выпускаться на поверхность, расширяясь и приводя в движение генерирующие механизмы.
Hydrostor в партнерстве с Toronto Hydro собирается построить демонстрационную установку мощностью 1 МВт / 4 МВт*ч. КПД системы будет составлять 70 процентов. Примечательно, что ранее в этом месяце фонд MaRS Cleantech направил солидный объем инвестиций в развитие Hydrostor.
Очевидно, что инженерами предстоит преодолеть многие препятствия, прежде чем энергетические компании во всем мире станут активно внедрять эту систему. Будет необходимо учитывать воздействие на окружающую среду погруженных в морские глубины объектов, равно как и безопасность используемых строительных материалов для местной флоры и фауны. Компания Subhydro работает с партнерами по научным исследованиям над тонкими бетонными конструкциями, армированными стальными волокнами, которые смогут противостоять подводному давлению, в то время как система Hydrostor будет использовать надувные мешки из полиэстера. Строительство подводных объектов является самой энергоемкой задачей. Но если процесс удастся сделать достаточно экономически и энергетически эффективным, альтернативная энергетика станет для нас еще привлекательнее.
Источник: energysafe.ru
