Ученые предлагают превратить заброшенные шахты в гравитационные батареи

286

Когда руда в шахте исчерпывается, от нее больше нет никакой пользы — она просто становится заброшенной дырой в земле. Однако, согласно новому исследованию, штольни таких шахт могут служить гравитационными батареями для накопления энергии.

Прежде всего, что такое гравитационная батарея?

Вкратце, это система, в которой электричество вырабатывается путем падения тяжелого груза. Электроэнергия затем может быть использована в периоды высокой нагрузки. В других случаях, когда в сети есть избыточная энергия, система гравитационных батарей использует часть этой энергии, чтобы поднять нагрузку обратно, эффективно сохраняя энергию для последующего использования.

Самой ранней формой устройства, которое использовало гравитацию для приведения в действие механического движения, были маятниковые часы, изобретенные в 1656 году Христианом Гюйгенсом.

Часы приводились в действие силой тяжести с помощью спускового механизма, который заставлял маятник двигаться вперед и назад. С тех пор гравитационные батареи превратились в системы, которые могут использовать силу гравитации и превращать ее в электричество для крупномасштабного хранения энергии.

Одним из наиболее распространенных типов технологии является то, что известно как гидроаккумулирующая система. В этой установке вода выпускается с большой высоты, вырабатывая электроэнергию за счет вращения турбин по мере того, как она течет вниз.

Когда имеется избыточная энергия, эта вода закачивается обратно в исходную точку.

В прошлом году ученые из австрийского Международного института прикладного системного анализа (IIASA) предложили другой тип гравитационной батареи.

Основная идея заключалась в том, что лифты в высотных зданиях будут использовать системы рекуперативного торможения для выработки электроэнергии при опускании полезной нагрузки с верхних этажей на нижние.

Автономные роботы-трейлеры будут втягивать грузы в лифты и вывозить их по мере необходимости.

Схема предлагаемой системы подземного гравитационного хранения энергии.
Схема предлагаемой системы подземного гравитационного хранения энергии.

Это подводит к системе подземного гравитационного хранения энергии (UGES), недавно предложенной теми же исследователями. Она также будет использовать лифты, но они будут в существующих заброшенных шахтах, и они будут поднимать и опускать контейнеры, наполненные песком.

Ряд электродвигателей/генераторов по обеим сторонам шахты будет перемещать каждый лифт вверх и вниз, вырабатывая электроэнергию за счет рекуперативного торможения на пути вниз, а затем используя часть этой электроэнергии на обратном пути.

Для максимальной эффективности лифты могут принимать песок на поверхности, удалять эту нагрузку на дне шахты, а затем возвращаться на поверхность пустыми.

Излишне говорить, что в этом случае складское помещение на дне шахты в конечном итоге заполнится песком. По этой причине, когда в сети возникал избыток энергии, лифтам нужно будет поднимать часть песка обратно наверх.

Для погрузки и разгрузки будет использоваться комбинация электрических конвейерных лент и самосвалов.

По оценкам ученых, UGES может иметь глобальный потенциал хранения энергии от 7 до 70 ТВтч (тераватт-часов), при этом большинство станций будут расположены в странах, где уже есть много заброшенных шахт, таких как Китай, Индия, Россия и США.

«Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно удешевляет и облегчает внедрение установок UGES» — говорят исследователи..

Статья была недавно опубликована в журнале Energies.

Источник IIASA
Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии