Od listopadu 2016 byla pod hladinou jezera Bodensee umístěna testovací betonová koule, na které němečtí vědci zkoumají nový způsob získávání a ukládání elektrické energie. Nyní ji opět vyzvedli na povrch, aby mohli vyhodnotit výsledky. Test dopadl na prototypu natolik dobře, že už vyvíjejí větší model.
StEnSea (Storing energy at sea) betonová koule pracuje jako přečerpávací úložiště. Voda, která dovnitř vtéká, roztáčí turbínu a ta vytváří elektrickou energii. Pokud jsou přebytky elektrické energie v síti, dojde k odčerpání vody z koule. Prázdná koule se chová jako baterie s kapacitou 20 megawatthodin.
Výsledky výzkumu
Test vědci z Fraunhofer IWES institutu pod vedením Matthiase Puchty provedli na prototypu v měřítku 1 : 10 v Bodensee. Výsledky jsou velmi slibné a dávají velký prostor pro možnou aplikaci na mořském dnu. „Model v hloubce 100 metrů byl vybaven měřící technikou a kabeláží tak, aby mohlo dojít k praktickému ověření všech technických předpokladů. Došlo k úspěšnému uložení elektrické energie a jejímu opětovnému získání v různých cyklech. Vše fungovalo přesně dle propočtů,“ potvrzuje Matthias Puchta. Vědci potvrdili, že je možné úložiště provozovat bez vedení pro vyrovnání tlaku, které je vytaženo až na hladinu. Bez tohoto vedení by technické řešení výrazně zlevnilo.
Pro vysvětlení: v kouli zůstává malé množství vzduchu, který je stlačován a zase expanduje podle množství vody uvnitř. Jakmile začne voda do koule proudit, vzduch se stlačí. Testy prokázaly, že i pokud využijeme variantu bez vyrovnání tlaku, dojde pouze k nepatrným ztrátám, a je tak možné tento postup využít.
Budou obří betonové koule řešením energetických problémů?
A co dál?
Dalším krokem je převedení výsledků testů ze třímetrové koule na 10krát větší a plán je uložit ji do sedminásobné hloubky. Nový model bude tedy 30metrový a poleží si v 700metrové hloubce na mořském dnu. Vědci z týmu Matthiase Puchty spočítali celosvětový potenciál na celkových 817 terawatthodin. Hodnota je odvozena z odborných odhadů možného umístění těchto betonových „baterií“. Hloubka 700 až 800 metrů není běžně hned u pobřeží, což je limitujícím faktorem. Vhodné plochy se nacházejí na pobřeží Španělska, Itálie, Norska, USA a Japonska. Německo mnoho vhodných ploch nemá.
Vzorový koncept vychází z parku o velikosti 80 koulí v hloubce 700 metrů. Odborníci očekávají výkon 5 megawattů a kapacitu úložiště 20 megawatthodin u jedné koule s účinností 75 – 80 procent. Badatelé provedli kalkulaci, kdy náklady na kilowatt jsou na úrovni 1500 až 2000 EUR instalovaného výkonu, což je srovnatelné se současnými přečerpávacími elektrárnami. Pokud bychom předpokládali 1000 cyklů za jeden rok, dostáváme se na cenu 1,6 až 2 centy za kilowatthodinu, což je velmi slibný výsledek.
Velkou výzvou je technika a technologie, která je spojena s výrobou koule a turbínou. Je třeba mít na paměti, že celé zařízení je provozováno při vysokém tlaku na mořském dně v hloubce 700 až 800 metrů pod hladinou. Dalším oříškem je údržba v těchto podmínkách, která by měla být provedena speciální ponorkou.
Současný projekt běží do poloviny roku 2017, kdy budou oficiálně známy výsledky. Ty budou převedeny na větší 30metrovou kouli. Poté dojde k pilotnímu spuštění. Současný test v Bodensee byl zásadní pro další úspěch této technologie.
Čtěte také:
Robotické včely. Znamenají technologickou nebo přírodní revoluci?
Jaké je to dívat se přímo do černé díry? My to víme!
První díl: 4 mýty o pasivním domě
Už jste viděli kolo z kapslí od kávy?
foto: forschung-energiespeicher, Shutterstock, zdroj: Fraunhofer IWES
