• Telefon: +48 602 455 181
  • Email: darek.bucholski@gmail.com

Czy można magazynować energię: poznaj najlepsze metody

Opublikowany w Ciekawostki, Energia słoneczna, Energia wiatrowa i otagowany jako , , | Zostaw komentarz

Magazyny energii

 

Niezależnie od tego, czy energia produkowana jest w elektrowniach węglowych, czy pochodzi z odnawialnych źródeł energii (OZE) typu energetyka słoneczna albo wiatrowa, to idealne dopasowanie bieżącej produkcji do aktualnego zapotrzebowania jest raczej niemożliwe. Powodem jest oczywiście zmienne zapotrzebowanie na prąd czy ciepło zależnie od pory roku bądź doby, a także zmienność wysokości produkcji. Zależy ona bowiem od dostaw węgla, występowania okresowych awarii, a w przypadku energii odnawialnej od stopnia nasłonecznienia paneli PV albo od siły wiatru w energetyce wiatrowej.

Zatem utworzenie odpowiednika magazynów energii konieczne już było w elektrowniach węglowych, aby powstałe nadwyżki prądu można było wykorzystać w sytuacjach ich niedoboru. Rolę tę wciąż pełnią elektrownie szczytowo-pompowe. Są to zakłady przemysłowe, w których nadwyżki energii elektrycznej zamieniane są w energię grawitacyjną skumulowaną w wodzie. Jest to proces odwracalny, bo w okresie nadwyżek energii duża ilość wody przepompowywana jest ze zbiornika umieszczonego na dole do zbiornika górnego, gdzie czeka na zwiększone zapotrzebowanie na prąd. W sytuacjach jego niedoboru woda spływając w dół uruchamia w bardzo krótkim czasie (np. w Elektrowni Porąbka-Żar trwa to około 3 minuty) turbiny prądotwórcze dostarczające energię do sieci. Niestety nie jest to rozwiązanie idealne, bo straty energii wynoszą tu około 30%. Jednak lepsze takie magazyny energii niż żadne.

Rozwój energetyki słonecznej i wiatrowej choć mniej inwazyjny dla środowiska naturalnego i nie wymaga płacenia za węgiel, też ma swoje wady. Przede wszystkim wysokość produkcji energii jest tu o wiele bardziej uzależniona od zmiennych warunków atmosferycznych takich jak siła wiatru czy stopień nasłonecznienia paneli fotowoltaicznych. Wiedzą coś o tym Niemcy, którzy bardzo poważnie zaangażowali się w rozwój OZE. Jednego z kwietniowych dni 2015r. uzyskali oni łącznie z energetyki słonecznej i wiatrowej 49 gigawatów mocy, co stanowiło mniej więcej połowę dziennego zapotrzebowania na energię elektryczną w kraju. Tak wysoka produkcja wręcz prosi się o wynalezienie metod gromadzenia energii na „czarną godzinę”, kiedy nie ma wiatru, a słońce skryło się za chmury lub jest noc.

Niestety jedyne magazyny energii dla OZE, jakie dotychczas wymyślono to większe lub mniejsze odpowiedniki akumulatorów czyli baterie jonowo-litowe o nazwie Powerwall produkowane przez firmę Tesla. Ich moc waha się od 7 do 10 kWh. Naładowany w pełni akumulator może dostarczyć prądu wystarczającego na około dobę dla średniego gospodarstwa domowego. Niestety każdy, kto jeździ samochodem wie, że wszelkie akumulatory mają to do siebie, że po wielu rozładowaniach wymagają wymiany. Powerwall w ciągu roku, ze względu na swą budowę, może obsłużyć około 50 operacji naładowanie/rozładowanie. Poza tym ceny tych urządzeń w stosunku do możliwości są wciąż dość wysokie: około 13 tys. zł za urządzenie o mocy 10 kWh.

Być może jeszcze innym odpowiednikiem magazynów energii okaże się projekt podjęty wspólnie przez Polską Grupę Energetyczną i Gaz- System. W ramach tego przedsięwzięcia nadwyżki energii uzyskanej z elektrowni wiatrowych mają być zamieniane w procesie elektrolizy na wodór. Ten z kolei będzie wtłaczany do sieci gazowej i tam wykorzystywany. Wodór w przeciwieństwie do gazu ziemnego w procesie spalania nie emituje żadnych szkodliwych odpadów.

Również nadmiar energii cieplnej, pochodzącej z kolektorów słonecznych pracujących pełną parą przede wszystkim w okresie letnim, można zmagazynować i wykorzystać w czasie większego zapotrzebowania jakim jest sezon zimowy. Służą do tego zbiorniki ciepła z użyciem sond geotermalnych, np. Raugeo. Zbiorniki o kształcie cylindrycznym o odpowiednich proporcjach (głębokość i średnica cylindra powinny być mniej więcej równe, a minimalna pojemność zbiornika powinna wynosić ok. 10 m3) powstają w gruncie i są izolowane od powierzchni. Ich wielkość zależy od rozmieszczenia sond geotermalnych, które dostarczają ciepło z kolektorów. W okresie zimowym ciepło odzyskiwane jest za pomocą pomp ciepła. Zbiorniki takie można tworzyć w miejscach, gdzie nie ma wód gruntowych, a dokonywanie odwiertów o głębokości 30-100 m nie stwarza większych trudności.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *