Energiatárolás: mégis lesz megoldás?

2012-12-13 06:26
Fogyasztási csúcsok kielégítésére kell az egész elektromos hálózatot méretezni, és ez növeli a költségeket. Ha a megújuló energiaforrások vagy az atomerőművek által más időszakban megtermelt áramot el lehet raktározni, kevesebb erőműre lenne szükség, és ez csökkentheti az árakat is. Ma a legolcsóbb megoldás, hogy amikor túltermelés van a hálózatban, felszivattyúzzák a vizet egy magasabban lévő tározóba, majd amikor szükség lesz áramra, a generátorokra engedik.
Az Egyesült Államokban és Kínában 2-3 ezer megawattos szivattyús-tározós vízerőművek is vannak. Nálunk a legújabb energiastratégia fel is veti hasonlók szükségességét. Rövidesen a napelemek és a szélerőművek által termelt áram ára a hagyományos energiahordozóké alá eshet, így a tárolásra még nagyobb igény lesz. Az intelligensen irányított smart grid, azaz az okos áramhálózat megjelenésével – a kereslet-kínálat alapján – valós időben határozható meg az ár, optimalizálva a kapacitásokat. A Feröer-szigeteken már működik is ilyen. Ott a 60 százalékban megújuló forrásokból származó villamos energia keresletét és kínálatát már szoftverek hangolják össze.



Házi energiatároló

Az ausztrál ZEN vállalat a múlt hónapban jelentette be a világ első igazi házi energiatárolóját. A Freedom Powerbank gyártását az ígéretek szerint januárban kezdik meg, és 29 ezer dollárért (körülbelül 6,3 millió forint) tervezik piacra dobni. A berendezés műszaki megoldásai mellett a szoftvere az igazi újdonság, mely automatikusan eldönti, mikor van szükség a hálózatról vagy a saját napelemekből, szélkerekekből termelt energia tárolására vagy visszatáplálására. 
A hűtőszekrénnyi méretű készülékben lítiumion-akkumulátorok találhatók. Ami az igazi újdonság, hogy egy olyan töltési és áramleadási technológiát fejlesztettek ki, amellyel jóval több ciklust tudnak az akkumulátorok kapacitásveszteség nélkül biztosítani az eddig megszokottnál. Az Energia nevű tanácsadó cég szerint 10 év múlva már 420 ezer ausztrál háztartásban lesz ilyen berendezés, azaz minden második napelemmel felszerelt otthonban. A kereslet nemcsak azért ugorhat meg, mert így a saját megtermelt áramot lehet elraktározni, hanem az olcsóbb éjszakai áramot is el lehet tárolni nappalra.



Hulladékból tároló

Problémás, hogy egy elektromos autó akkumulátor-rendszerével mit is lehet kezdeni élettartama lejárta után. Úgy tűnik, a General Motors az ABB-vel együttműködve megtalálta a megoldást: hálózati energia tárolására még évekig használhatók az autózáshoz már nem megfelelő tárolók. Az egyes cellák teljesítményét 111-ről 5 kW-ra veszik vissza, és levegővel hűtik. Ez is elegendő lehet azonban: a Duke Energy amerikai áramszolgáltató már teszteli is a berendezést, amely a fogyasztási csúcsok kielégítésében juthat szerephez.



Tengeri pumpa

Eddig csak édesvízi szivattyús-tározós vízerőművek voltak, de Japánban már 1999 óta használják a világ első sós vízzel működő ilyen létesítményét. Ennek előnye, hogy csak egy tározót kell építeni, és nem kell félni, hogy a rendelkezésre álló víz mennyisége hogyan alakul. Az Okinava szigetén található 30 MW teljesítményű erőmű építése során számos innovációt kellett bevetni: a vizet szállító csövek például üvegszál-erősítésű műanyagból készültek, a turbinalapátok pedig rozsdamentes acélból a korrózió kiküszöböléséhez. A pozitív tapasztalatok mások kedvét is meghozták: Írországban egy 480 MW-os hasonló erőművet tervez megépíteni az Organic Power az 5000 MW teljesítményű tengeri szélerőműparkjuk termelésingadozásainak kiküszöbölésére.



Gigaakkumulátor

A világ legnagyobb, 26 MW-os akkumulátoros áramtárolóján dolgozik- az- Xtreme Power, amely egy texasi- szél-erőműparkhoz kapcsolódna. A 44 millió dolláros, azaz majdnem 10 milliárd forintos projekt nem az első lesz a cégnél, már több kisebb hasonló rendszerük működik az Egyesült Államokban.



Kémiai módszer

A 70-es évek óta ismert a folyadékáramos akkumulátor, ebben a vanádiumnak azt a tulajdonságát használják ki, hogy többféle oxidja van, azaz az oxigénatomokkal többféleképpen tudnak kapcsolódni. Lényegében a vanádium tüzelőanyag-cellából fejlődött ki az áramtárolásra is használható eljárás, ahol két külön tartályban tárolják a kétféle oxidot, és a reakciótérben összekeverve őket kémiai energiájuk elektromosságot termel. Több tízezerszer újratölthetők, sokáig képesek energiát- tárolni. Az eddigi alacsony energiaintenzitásuk és magas áruk sem sokáig jelenthet már akadályt elterjedésüknek. A Pacific Northwest National Laboratory kutatói hidrogén-kloridot felhasználva 70 százalékkal növelni tudták a tárolható energia mennyiségét, és októberben megvásárolta a gyártás jogát tőlük az UniEnergy nevű vállalkozás.



Levegőt tankolnak

Kézenfekvő megoldásnak tűnik a felesleges energia segítségével a levegőt összesűrűsíteni, majd a kereslet megugrásakor azzal turbinákat meghajtva áramot termelni. 
A LightSail Energy 70 százalékos hatékonyságot ígér rendszerével. A levegőt ők óriási tankokban tárolnák, és azt is kiküszöbölnék, hogy a nagy sűrűség miatt 1000 Celsius-fokosra forrósodjon fel a levegő. A folyamat során vízcseppekkel hűtenék a levegőt, majd a két anyagot külön-külön tárolnák. A startup vállalkozás novemberben újabb 37 millió dollár befektetést kapott Bill Gatestől és a PayPal társalapítójától, Peter Thieltől. Terveik szerint a prototípusok jövőre elkészülhetnek. Hasonló technológiát fejleszt a szintén amerikai SustainX is, nekik már van egy 40 kW-os kísérleti berendezésük.



Lendkerekek

Bár a gyerekjátékokból lehetnek ismerősek, high-tech megoldások is használják a lendkerekeket. Egyszerű a működési elvük: amikor túl sok az energia, motorokkal meghajtják a kerekeket, majd amikor ismét szükség van rá, generátoroknak adják le a forgási energiájukat. A modern energiatároló rendszerekben nagy sebességgel forgó kompozit műanyagot alkalmaznak fém helyett, mivel ezek sokkal tartósabbak. Tömegük azonban kisebb, így gyorsabban kell őket forgatni. Hogy minél kisebb legyen az energiaveszteség, ezek vákuumban pörögnek. A PowerThru cég azt ígéri, hogy rendszereit a gyárak olcsóbban tudják üzemeltetni ahhoz képest, mint ha akkumulátorokat alkalmaznának áramkimaradások kompenzálására.