Компании ищут пути использования подводного давления для производства и хранения энергии
Выработка электроэнергии на ГЭС основана на использовании значительной разницы высот, возникающих естественно (например, водопады), или искусственно (например, при постройке плотин). Этот перепад высот создает поток воды, проходящей через систему. Сегодня прилагаются усилия использовать различие другого характера, как для хранения, так и для производства электроэнергии: давление под водой. Норвежская компания Subhydro развивает подводные гидроэлектростанции, а канадская компания Hydrostor создает подводную систему хранения электроэнергии.
Представьте себе поток воды, врывающийся в пробоину подводной лодки, и вы получите представление о силах, действующих под водой. Для создания давления с увеличением глубины используется комбинация атмосферного давления и веса воды. Например, на глубине в 400 м это давление составляет 400 атмосфер. (Одна атмосфера - это давление воздуха на поверхности моря.) Для увеличения количества получаемой электроэнергии, компания Subhydro предлагает установку больших бетонных емкостей на глубине 400-800 метров, и более.
Когда открывается "заслонка" емкости, вода поступает в нее через турбину, соединенную с электрогенератором. Чем крупнее по размеру будут эти емкости, тем дольше может идти генерация электроэнергии. Когда емкости заполнены, то турбины переключаются в реверсный режим, для выкачивания воды из емкости. При этом они начинают потреблять энергию из электрической сети. Таким образом, данная конструкция действует, наподобие подводной батареи, которая может быть снова заряжена. Это весьма напоминает гидроэлектростанции на суше, которые закачивают воду в расположенные вверху резервуары после того, как она прошла через турбину.
По заявлению Subhydro, эффективность такой подводной электростанции составляет около 80 процентов, что сравнимо с эффективностью, достигаемой на традиционных электростанциях. Объединяя электростанцию такого типа с ветряными или солнечными электростанциями, можно создать систему хранения электроэнергии, которая будет использовать возобновляемые источники энергии для получения электричества, чтобы выкачивать воду из емкостей, и заполнять их водой (получая электроэнергию) во время пиков потребления.
Еще один подход к накоплению энергии под водой, представлен работами, которые будут проводиться на глубине 80 метров в озере Онтарио, рядом с Торонто. Здесь компания Hydrostor начнет сооружать подводные емкости, которые будут содержать сжатый воздух. Излишки электроэнергии, получаемые от возобновляемых источников энергии (ветер и солнце), обеспечат энергию, необходимую для сжатия воздуха и для закачки его в емкость. Чтобы вернуть энергию обратно в сеть, воздух выпускается на поверхность, вращая генераторы, во время своего расширения атмосфере.
Компания Hydrostor заключила партнерское соглашение с компанией Toronto Hydro для постройки демонстрационной станции хранения энергии сжатого воздуха 1МВ/4МВч. Эта система будет работать с эффективностью 70 процентов, заявляет Hydrostor. Ранее в этом месяце фонд MaRS Cleantech Fund сообщил об инвестициях в Hydrostor.
Понятно, что до того времени, когда энергетические компании повсеместно предпримут решительные шаги в этом направлении, необходимо преодолеть ряд препятствий. Необходимо рассмотреть, какое воздействие на окружающую среду окажут как электростанции, погруженные под воду, так и материал, из которого они сооружаются. Чтобы емкость выдерживала подводное давление, компания Subhydro привлекла специалистов для разработки тонкого бетона, усиливаемого стальными ребрами, а в системе Hydrostor для хранения сжатого воздуха будут использоваться надувные контейнера из полиэстера. Само строительство электростанции под водой потребит много энергии, так что, готовность чистой энергетики "замочить свои ноги", будет определяться возможностью создания процесса, эффективного по затратам, и по потреблению энергии.
