Солнечная энергетика в силу своей популярности стремительно набирает обороты. Стоимость киловатта «зеленой» энергии постепенно становится ниже, но значительно ее тормозит отсутствие экономически целесообразной технологии хранения энергии. Генерация чистой энергии из возобновляемых источников является прерывистой и зависит от ряда условий ( в том числе погодных). Для стабилизации энергоснабжения от ВИЭ ученые всего мира упорно трудятся над созданием новых технологий в области энергохранения. На данный момент существуют следующие способы сохранения «зеленой» энергии:
Гидроаккумулирование. Этот метод был описан не раз, и он является наиболее популярным. Заключается этот способ в накоплении воды в специальных резервуарах. Когда нужна электроэнергия, то вода из верхнего резервуара выпускается и вращает турбину. Когда же энергии достаточно, то ее излишек используют с целью закачки воды обратно в верхний резервуар.
Накопление энергии посредством использования сжатого воздуха. Об этом методе мы уже ранее писали более подробно. Если кратко – метод заключается в сжатии воздуха посредством его охлаждения. При недостатке энергии сжатый воздух выпускают в специальный отсек, где он и вращает турбину.
Использование расплавленной соли. Соль, находящаяся в расплавленном состоянии, способна сохранять тепловую энергию достаточно продолжительное время. Ее применяют в работе солнечных тепловых установок. Гелиостаты аккумулируют тепловую энергию и тем самым повышают температуру специальной жидкости, находящейся внутри конструкции. Данная жидкость и есть соль в расплавленном виде. Далее эта жидкость собирается в резервуар. Следующим этапом в процессе является применение парогенератора и расплавленной соли для запуска турбины, которая и генерирует электроэнергию. Неоспоримое преимущество технологии – это возможность соли работать при повышенной температуре (выше 500°С). Такая характеристика материала позволяет повысить продуктивность самой турбины.
Такой способ сохранения энергии дает возможность продлить рабочие часы или служить обогревом зданий. Помимо этого, существует возможность генерации электроэнергии посредством использования соли ночью, когда гелиостаты не функционируют.
Данная технология уже применяется в работе СЭС, объединенных в единую сеть (крупнейшую в мире) в городе Дубаи.
Применение проточных редокс-систем. Под проточными батареями подразумеваются большого размера контейнеры, содержащие электролит. Электричество создается путем пропускания электролита сквозь специальную мембрану. В качестве электролита используют ванадий, цинк, хлор или воду, содержащую определенный процент соли. Такой способ аккумулирования чистой энергии является достаточно несложным в применении, время использования установки долгое.
На данный момент этот способ не имеет коммерческих проектов. Исследовательские технологии предполагают общую мощность 320 мегаватт. Главное преимущество такого способа – длительная выдача энергии (порядка четырех часов). Минус – большие габариты и невозможность безопасной утилизации после отработанного срока.
В планах электростанции EWE из Германии соорудить наибольшую по мировым меркам установку с проточными батареями на 700 мегаватт-часов. Расположить ее хотят в пещере, которая ранее использовалась для хранения природного газа.
Использование традиционных аккумулирующих систем. Данные энергохранилища представляют собой батареи (их прототипы используют для сохранения энергии в мелкой технике: ноутбуках, телефонах и пр.) промышленных размеров. Такой способ сохранения энергии широко используется на ВЭС и СЭС компании Tesla.
Сохранение энергии при помощи термальных хранилищ. Такой способ применяется с целью охлаждения домов без применения кондиционирующего оборудования. В ночное время вода в специальных цистернах переходит с состояние льда, а в дневной зной оттаивает и несет прохладу в жилое помещение. Такой подход позволяет значительно снизить расход электроэнергии в регионах с жарким климатом.
Данная технология активно внедряется компанией «Ice Energy» из Калифорнии. Фирма вводит ледовую технологию на рынке Австралии. Активное солнце позволяет вырабатывать большие объемы электроэнергии от солнца, а термальные хранилища минимизируют энергозатраты на охлаждение жилья в регионе.
Применение маховика. Суть работы супермаховика состоит в накоплении энергии посредством инерции. В электроэнергию преобразовывается кинетическая энергия, накопленная в маховике. Превращение одного вида энергии в другую происходит при помощи динамо-машины. Если необходимо получить электричество, то конструкция замедляет маховик.
Направлений в аккумулировании энергии солнца и ветра достаточно немало. Изобретателям со всего мира есть, где развернуться, чтобы открыть наиболее целесообразный с точки зрения экономики способ. Удешевление и популяризация солнечной энергетики во многом зависит от такого рода технологий.
