Технология накопления энергии Gravitricity
Гравитационный накопитель Gravitricity значительно снижает стоимость хранения энергии.
Ведущие компании стремятся найти альтернативу химическим аккумуляторам — не самому эффективному решению для накопления больших объемов электроэнергии. Большие аккумуляторные батареи в диапазоне десятков МВт небезопасны, дорогостоящи, быстро изнашиваются, а при их создании используется большое количество химических веществ, таких как литий и гадолиний, производство которых имеет свои экологические проблемы.
Технологию, альтернативную химическим аккумуляторам, разработала компания Gravitricity, получив грант от Innovate UK, инновационного агентства правительства Великобритании, в размере 650 000 фунтов стерлингов на создание прототипа системы.
Основная цель технологии Gravitricity — нивелировать неравномерность выработки и потребления электрической энергии за счет ее накопления в моменты избыточной генерации и отдачи при пиковом потреблении. Идея Gravitricity должна помочь дальнейшему расширению использования возобновляемых источников энергии, повышению эффективности тепловых и атомных электростанций. Принцип работы технологии Gravitricity довольно прост и напоминает работу гиревых часов, но очень большого размера. В моменты низкого энергопотребления специализированная установка Gravitricity превращает избыточную электрическую энергию из возобновляемых источников в потенциальную энергию гравитации за счет вертикального подъема массивных грузов. При спуске груза происходит выработка электроэнергии и ее возврат в сеть в моменты пикового потребления. Цилиндрический груз весом
Вторая жизнь шахты для накопления зеленой энергии
Свою запатентованную технологию компания Gravitricity планирует освоить в отработанных шахтах Южной Африки и Великобритании. Управляющий директор компании Чарли Блэр (Charlie Blair) поясняет, что самая большая статья затрат в проекте — это бурение отверстия в земле для размещения оборудования, и поэтому стартап разрабатывает свою технологию с использованием существующих шахтных стволов, как в Великобритании, так и в Африке.
«Поскольку мы все больше и больше полагаемся на возобновляемую энергию, возникает растущая потребность в поиске способов хранения этой энергии, чтобы мы могли отдавать энергию в моменты пикового потребления, запасая ее заранее», — рассказывает управляющий директор компании Gravitricity Чарли Блэр (Charlie Blair).
«Менее чем за секунду лебедки становятся генераторами, которые либо быстро генерируют большой заряд электроэнергии, либо выпускают ее медленнее в зависимости от того, что необходимо», — объясняет Блэр.
Когда требуется дополнительная энергия, груз отпускают, при этом вращение валов лебедок приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Грант на создание прототипа гравитационного накопителя
В этом году Gravitricity получила грант в размере 650 000 фунтов стерлингов (около 52 млн рублей) от Innovate UK, инновационного агентства правительства Великобритании, на создание прототипа системы.
С тех пор эдинбургский стартап подписал соглашение с голландским производителем грузоподъемного оборудования Huisman о создании демонстрационной установки мощностью 250 кВт и проведении ее испытаний в Нидерландах и Шотландии в начале следующего года.
В исследовании Имперского колледжа Лондона указывается, что технология Gravitricity особенно хорошо подходит для обеспечения балансировки энергосетей и оперативного регулирования частоты операторами энергосистем, поскольку сильной стороной технологии является работа в режиме многочисленных коротких циклов и высокой мощности.
В своем исследовании аналитики Имперского колледжа рассчитали годовую приведенную стоимость хранения энергии (Levelised Cost of Energy Storage — LCOS) в долл. США/кВт в год с учетом всех факторов себестоимости и эффективности, включая капитальные затраты, эксплуатационные расходы, ставку дисконтирования, глубину разряда (процент номинальной емкости, снятой при разряде батареи) и ухудшение характеристик установки в течение
Основные выводы о технологии Gravitricity
- Низкая удельная стоимость электроэнергии и высокая циклируемость являются ключевыми преимуществами Gravitricity.
- Идеально подходит для регулирования частоты и других задач с множественными ежедневными циклами.
- Более высокие эксплуатационные расходы в начальный период компенсируются очень длительным сроком эксплуатации (до 50 лет), высокой доступностью мощности, 100 % глубиной разряда и отсутствием ухудшения эксплуатационных характеристик.
«Это независимое исследование ясно показывает, что Gravitricity может стать очень сильным конкурентом на рынке услуг регулирования частоты благодаря низкой удельной стоимости энергии и высокой цикличности системы», — утверждает управляющий директор Gravitricity Чарли Блэр.
«Литиевые батареи только пытаются стать основным инструментом регулирования частоты, и мы рассчитываем, что первые проекты Gravitricity смогут занять большую долю этого рынка».
«В отчете также подтверждается наше заявление о том, что в среднесрочной перспективе проектам накопления и хранения энергии потребуется несколько источников дохода, чтобы быть экономически эффективными. Механические системы, такие, как предлагаемая нами, очень хороши в том плане, что мы можем выполнять несколько рабочих циклов за сутки без ухудшения характеристик».
Отчет по результатам исследования был составлен Оливером Шмидтом, экспертом в области прогнозов снижения затрат на хранение энергии в аккумуляторных батареях. Его работы опубликованы в журнале Nature Energy; в настоящее время он временно прикомандирован к Международному энергетическому агентству в Париже.
По материалам Gravitricity (https://www.gravitricity.com) и Mining Review (https://www.miningreview.com/energy/gravitricity-energy-system-low-cost-energy-storage/).