Гидроаккумулирующие электростанции — достаточно распространенная разновидность вспомогательных электростанций. Они используются для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. Электростанция такого типа состоит из нескольких элементов, включая верхний бьеф, нижний и генераторы. Когда энергопотребление из сети минимально, энергия становится менее дорогой, и аккумулирующая электростанция закачивает воду наверх. Когда потребление энергии достигает пика, то электроэнергия становится дорогой, зачастую, сеть не справляется с текущими нагрузками. Тогда вступает в работу аккумулирующая электростанция — она спускает воду из верхнего бьефа в нижний через генератор, который производит ток и направляет его в сеть. Таким образом удается избежать скачков потребления энергии, что вредит всей инфраструктуре и подключенным к ней устройствам. Разновидностью аккумулирующих электростанций является твердотельная аккумулирующая станция (ТАЭС). Здесь используется тот же принцип, только вместо воды применяются грузы. Их при помощи лифтов или кранов поднимают наверх, во время суток с минимальной стоимостью энергии, и опускают вниз, запуская генераторы, когда потребление энергии достигает пика. Именно такую энергостанцию собираются построить в Индии в 2019 году.
Проект промышленной батареи предложила компания Energy Vault, которая занимается строительством разного рода энергетических систем. Проект представляет собой башню с шестью кранами на самом верху. С их помощью поднимают и опускают грузы, о чем говорилось выше. Грузы — фактически, бетонные блоки.
ТАЭС такого типа может быть построена практически в любом месте, без особого ущерба для окружающей среды. В этом отличие ТАЭС от гидроаккумулирующих электростанций, которые могут быть построены лишь в регионе, где совпадает ряд необходимых условий — наличие водоемов, перепадов высот и определенные погодные условия. Эксплуатация гидроаккумулирующих энергостанций наносит достаточно сильный вред окружающей среде, в основном, водным экосистемам.
Ну а поднятие и опускание бетонных блоков не вредит никому в любое время суток. Построить башню с кранами можно хоть на равнине, хоть в горной местности. Использовать ее можно тоже в любое время — как суток, так и года. Стоимость энергии, производимой такой станцией, ниже, чем у других типов аккумулирующих электростанций (примерно $200-$250 за квт*ч). В сеть станция может дать 4 МВт энергии. Срок эксплуатации — 30-40 лет, что немало.
Ранее эта же компания построила тестовый вариант твердотельной аккумулирующей электростанции в Швейцарии, но ее размеры были в 7 раз меньше проектных. Управление кранами автоматическое, за режимом работы станции «следит» специальное программное обеспечение. Еще один интересный момент заключается в том, что блоки компания будет делать из вторсырья, для того, чтобы еще сильнее снизить влияние станции на окружающую среду.
Если проект будет удачным и покажет себя хорошо, то в скором времени компания построит аналогичные системы и в других странах и регионах — там, где пиковые нагрузки на энергетическую сеть максимальны.
Еще одна разновидность «страхующих» станций — аккумуляторные батареи, которые предлагает Tesla Inc. Компания уже построила одну такую в Южной Австралии, где она также помогает справиться с пиковыми нагрузками. Правда, есть отличие — регион, где батарея установлена, получает энергию из альтернативных источников, включая солнечные панели и ветрогенераторы. В дни, когда пасмурно и нет ветра, генерация электроэнергии падает, соответственно, инфраструктура не всегда справляется с нагрузкой. В такие периоды стоимость электричества в Южной Австралии поднимается до $14 000 за мегаватт. Аккумуляторная батарея Tesla накапливает энергию, когда она подается в сеть региона в избытке и отдает ее в дни «дефицита». Таким образом, не приходится задействовать газогенераторы, и стоимость эксплуатации сети, а соответственно и самого электричества падает. По словам администрации региона, на данный момент батарея помогла сэкономить уже около 30 млн долларов (австралийских долларов, но тем не менее).
Комментарии (32)
tvr
19.11.2018 14:02+4artskep
19.11.2018 22:57Я так понимаю, что да.
И, как обычно, самая мякотка в комментариях. Вроде мои вычисления, что прогнозируемые мегаватты станция может отдавать только при реально весело летящих вниз блоках никто не оспорил (в той статье говорили о 5 МВт, здесь о 4МВт, но суть незначительна).
Но если редакторам Хабра пофигу на материал, который создал 319 комментов, то кого интересует наше мнение…
dag_tech
19.11.2018 14:19Цитата «Стоимость энергии, производимой такой станцией, ниже, чем у других типов аккумулирующих электростанций (примерно $200-$250 за квт*ч)».
Я правильно понял — себестоимость производства одного киловатт-часа электроэнергии составляет двести долларов? Если предположительно верны сведения об изделии «педальная динамо-машина» (запрос в яндексе) что мощность примерно 200 вт, то это означает, что кручением педалей за пять часов можно заработать 200 долларов. За 1-ую неделю отбивается стоимость устройства — ну понятно, нужна еще инфраструктура для передачи накрученной электроэнергии в сеть, это тоже требует каких-то денег, но тем не менее получается что массовое велосипедирование может оказаться эффективнее.
Или в статье идет речь о доле изначальных инвестиций в строительство, относимой на будущий киловатт-час?Bedal
19.11.2018 14:58нет, не производства энергии, а стоимость строительства и оборудования. То есть последняя Ваша фраза — верна.
stetzen
19.11.2018 18:57Тогда меня сильно смущает указанная единица измерения. кВт*ч — это единица измерения энергии, о какой же энергии идёт речь? О той, которую станция может выработать за свой срок жизни? Тогда оно ничем не отличается от стоимости производства энергии (точнее, отличается — стоимость производства будет больше указанной величины, потому что в неё войдёт ещё и стоимость обслуживания). Возможно, там должны быть 200 долларов за кВт пиковой мощности?
Bedal
19.11.2018 19:16+1правильно смущает. Беру свои слова обратно — не хочу отвечать за безалаберность автора.
Вот только напоследок Вас поправлю: правильно это называется не пиковая мощность, а установленная. :-)
MUTbKA98
19.11.2018 19:43+1Нет же же, для пользователей это все выглядит как самый обычный UPS или как аккумуляторная батарея, емкость которых измеряют именно в энергетических единицах. Максимальная отдаваемая мощность железки в статье указана отдельно, а вот как раз емкость может быть произвольной — чем больше денег вложено, тем больше габариты железки (по-видимому, высота) и выше емкость. Коэффициент пропорциональности для этой процедуры тоже указан.
shaggyone
20.11.2018 18:29Речь про UPS, который в течении часа сможет киловаттный чайник кипятить. С поправкой на КПД.
AlterMax
19.11.2018 14:23+1А! Так вот что за пирамиды в Египте ))
General_Failure
20.11.2018 07:20А мумии фараонов, выходит, неудавшиеся монстры Франкенштейна? (его же электричеством к жизни возвращали?)
Sdima1357
19.11.2018 15:32+1Один кв*час это 3600(секунд)*1000(ватт) =3.6*0^6 джоулей, то есть одна тонна на высоту в 3.6*10^6/(1000кг*9.8)= 367 метров. Мда… Дома такую строить нет смысла.
juray
19.11.2018 16:30А зачем брать всего одну тонну? Ведь это для стали где-то 130 л (при плотности 7,5 т / кубометр).
И вообще, если идти в обратную сторону: высота обычного сельского дома составляет метров 6 (двухэтажный так и все 8) — для одного квт*ч надо поднять 60 т, это около 8 кубометров стали.
Впрочем, 1 кВт*ч это таки немного даже как ИБП (в пересчете на 12-вольтовую аккумуляторную батарею получается всего 83 А*ч — что покрывается парой автомобильных АКБ). С другой стороны, для ИБП только критичных потребителей этого становится уже немало — зато ёмкость гравитационного накопителя не деградирует со временем (хотя есть износ).Zmiy666
19.11.2018 17:13тогда уж лучше раскручивать тонну стали — ось с колесами от поезда, раскрученная до хороших оборотов в камере с низким давлением и на магнитной подушке — вполне себе не слабо энергию запасает, меньше чем АКБ свинцовая той же массы, но в теории куда живучее чем такая акб… ну и сама конструкция проста…
Nuwen
19.11.2018 18:13Супермаховики могут запасать до 500 вт*ч на килограмм веса, так что для дома конечно лучше использовать их, чем такие гравитационные аккумуляторы. Но они пока сложноваты даже для дома, не говоря уже о масштабах электростанций. А эта технология хороша тем, что отлично масштабируется и доступна хоть вчера.
juray
19.11.2018 19:24Ну, для дома они не то чтобы сложноваты, попросту слишком дороги, чтобы окупиться в разумный срок. А вот как бесперебойники для ЦОДов довольно нередко уже используются.
juray
19.11.2018 19:15ага, там же квадратичная зависимость от скорости вместо линейной от высоты. Но у них свои проблемы. Сложности балансировки, нагрузка на подшипники — ещё и от прецессии (и магнитный подвес тут слабо помогает).
uaggster
20.11.2018 10:42Всё уже украдено до нас.
Гулиа. В поисках энергетической капсулы.
n-t.ru/ri/gl/ek.htm
Басподобно. Волшебно. Физично.
Любимая книга моего детства.juray
20.11.2018 11:02И нынешние маховичные накопители как раз на работах Гулиа базируются. Для ЦОДов, для рекуперации в гибридных и электроавтомобилях.
Только вот что-то в серийное производство никак вывести не могут. Beacon Power разорилась, «Русский сверхпроводник» после сообщения о удачных испытаниях тупо замолчал на эту тему, KINETIC (где в научруках числится сам Нурбей Владимирович) тоже только красивыми картинками публику кормит…
Но единичные экземпляры вполне производятся и эксплуатируются (так и пишут — установка собирается под конкретный проект).
1dNDN
19.11.2018 17:23Может проще не бетонные блоки поднимать-опускать, а всякие отходы производства? Пустую горную породу, например. Вторичные строительные материалы. Песок еще можно
DGN
20.11.2018 01:44Все равно что поднимать. Вопрос капзатрат и КПД. Если экономить на строительстве, то краны с бетонными блоками. Если нужен КПД — надо строить нечто вроде железной дороги и поднимать вагончики на двигателе-генераторе. Впрочем, для равнины краны будут безальтернативными.
useluch
20.11.2018 09:59Не вполне корректно называть это сооружение «твердотельным», так как данный термин по умолчанию используется для указание на наличие твёрдого (а не традиционного жидкого) электролита в электрохимических аккумуляторах.
firedragon
Интересно будет посмотреть на эту конструкцию в ураган. Думаю появится новый вид ставок, когда упадет
www.youtube.com/watch?v=FziUl00W-Jg
yarric
Тут баллистический коэффициент будет маленький.
TorynVerd
Внимательнее относиться к прогнозам погоды, и не оставлять стрелу без груза. К тому же они не такие длинные будут, парусность меньше
а если будет возможность сами краны опускать, прижимать к блокам, то все ок…
Но это очевидные решения… Может кто лучше что придумает…