Povandeninė „baterija“ iš betono
Prie Los Andželo krantų Ramiajame vandenyne planuojama įrengti neįprastą energijos kaupimo sistemą: tuščiavidurę betoninę sferą, kuri veiktų kaip hidroakumuliacinė elektrinė po vandeniu. Tai eksperimentinis projektas, kuriuo siekiama spręsti vieną didžiausių atsinaujinančios energetikos iššūkių – kaip patikimai sukaupti perteklinę elektrą ir grąžinti ją į tinklą tada, kai jos labiausiai reikia.
Projektas vadinamas StEnSea (Stored Energy in the Sea) ir siejamas su Fraunhoferio instituto Energetikos ekonomikos ir energetikos sistemų tyrėjais. Bandomąjį įrenginį planuojama testuoti 2026 metų pabaigoje, o bandymai turėtų parodyti, ar technologija atlaikys ilgalaikį darbą atviroje jūroje.
Kaip veikia StEnSea?
Principas artimas klasikinei hidroakumuliacijai, kai vanduo pakeliamas į aukštesnį rezervuarą, o vėliau leidžiamas per turbinas gaminant elektrą. Tik šiuo atveju „aukštį“ pakeičia jūros slėgis, o rezervuaru tampa ant dugno pastatyta sfera.
Kai elektros sistemai reikia papildomos galios, atidaromas vožtuvas ir jūros vanduo dėl didelio slėgio veržiasi į sferą, sukamdamas turbinos generatorių. Kai tinkle susidaro perteklinė elektra, siurbliai vandenį iš sferos išstumia atgal į jūrą, taip „įkraudami“ sistemą kitam ciklui.
„Mes iš esmės perkeliame patikrintą hidroakumuliacijos logiką į vietą, kur gamtiniai apribojimai mažesni, o energijos kaupimui reikalingą slėgį suteikia pats vandenynas“, – sakė projekto komandos atstovas Bernhardas Ernstas.
Kodėl tai svarbu tinklams?
Energijos kaupimas tampa kritiškai svarbus augant vėjo ir saulės generacijai: jų gamyba priklauso nuo oro sąlygų, todėl tinklams reikia lankstumo. Tokios sistemos paprastai naudojamos valandoms ar kelioms dienoms subalansuoti paklausą ir pasiūlą, kai vakare didėja vartojimas, o dieną ar vėjuotomis valandomis atsiranda perteklius.
Fraunhoferio instituto vertinimu, tinkamose pakrančių vietose pasauliniu mastu teorinė tokio kaupimo talpa galėtų siekti apie 817 000 gigavatvalandžių. Palyginimui, vien Vokietijoje veikiančių sausumos hidroakumuliacinių elektrinių bendra talpa yra mažesnė nei 40 gigavatvalandžių.
Technologijos kūrėjai nurodo, kad vieno pilno įkrovimo ir iškrovimo ciklo naudingumo koeficientas siektų apie 75–80 proc. Tai kiek mažiau nei kai kurių tradicinių hidroakumuliacinių sprendimų, tačiau patenka į konkurencingą ilgiau trunkančio energijos kaupimo technologijų intervalą.
Kokie iššūkiai laukia jūroje?
Konceptas jau buvo išbandytas mažesniu mastu – ežere panaudojus maždaug 3 metrų skersmens sferą. Tačiau bandymai atvirame vandenyne turės atsakyti į esminius klausimus: ar įranga bus patikima didesniame gylyje, kaip elgsis ilguoju laikotarpiu, ir ar priežiūros bei infrastruktūros kaštai leis technologijai konkuruoti su kitais energijos kaupimo būdais.
Kūrėjai kaip praktišką diegimo zoną mini maždaug 600–800 metrų gylį, kur slėgis pakankamai didelis efektyviam veikimui, o konstrukcijoms, kaip teigiama, gali pakakti įprasto konstrukcinio betono. Potencialių vietų pakrantėse ieškoma įvairiuose regionuose – nuo Europos iki abiejų JAV pakrančių, taip pat svarstomi ir gilių ežerų ar užlietų karjerų scenarijai.
