Топ лучших технологий хранения энергии

В прошлом энергия либо расходовалась на нужды человека, либо пропадала впустую. С постепенным развитием возобновляемой энергетики все большее внимание привлекают промышленные методы хранения энергии. Издание Ars Technica подготовило список лучший идей на эту тему: сжатый воздух, расплавленные соли и проточные редокс-системы.

Пожалуй, самая старая форма современного хранения энергии, привязанного к энергосети. Принцип работы прост: имеется два резервуара для воды, один выше другого. Когда потребность в электричестве низкая, энергию можно использовать для закачки воды наверх. В пиковые часы вода устремляется вниз, вращая гидрогенератор и вырабатывая электричество. Подобные проекты разрабатывает, например, Германия в заброшенных угольных шахтах или сферических контейнерах на дне океана.

В целом этот способ напоминает предыдущий, за исключением того, что вместо воды в резервуары нагнетается воздух. При необходимости воздух выпускается и вращает турбины. Эта технология существует в теории уже несколько десятков лет, но на практике, из-за ее высокой стоимости, есть всего лишь несколько рабочих систем и чуть больше — испытательных. Канадская компания Hydrostor разрабатывает в Онтарио и Арубе крупный адиабатический компрессор.

Солнечную энергию можно использоваться для нагревания соли до нужной температуры. Полученный пар либо немедленно перерабатывается генератором в электричество, либо хранится в течение нескольких часов в виде расплавленной соли, чтобы, например, нагревать дома вечером. Один из подобных проектов — солнечный парк имени Мохаммеда ибн Рашида Аль Мактума — реализован в Арабских Эмиратах. А в лаборатории Alphabet X изучают возможность использования расплавов солей в сочетании с антифризом для того, чтобы сохранить излишки энергии Солнца или ветра. Недавно в Технологическом институте Джорджии построили более эффективную систему, в которой соль заменена на жидкий металл.

Окислительно-восстановительные проточные батареи состоят из огромных цистерн с электролитом, которые пропускаются через мембраны и создают электрический заряд. Обычно в качестве электролита используется ванадий, а также растворы цинка, хлора или соленая вода. Они надежны, просты в эксплуатации, у них долгий срок службы. Крупнейшую в мире проточную батарею собираются построить в пещерах Германии.

Это такие же батареи, которые работают в ноутбуках и смартфонах, только промышленного размера. Компания Tesla поставляет такие для ветряных и солнечных станций, а Daimler использует старые автомобильные аккумуляторы для этих целей.

Ночью хранящуюся в цистернах воду замораживают, а днем лед тает и охлаждает соседние дома, позволяя экономить на кондиционерах. Эта технология привлекательна для регионов с жарким климатом и прохладными ночами, например, для Австралии или Калифорнии. В мае этого года компания NRG Energy поставила 1800 промышленных ледяных батарей предприятию Southern California Edison.

Эта технология предназначена для накапливания кинетической энергии. Электричество запускает мотор, который запасает энергию вращения в барабане. Когда она нужна, маховик замедляется. Изобретение не получило широкого распространения, хотя оно может применяться для обеспечения бесперебойного питания.

По мнению управляющего директора Duke Energy, стоимость аккумуляторов будет стремительно снижаться, а уже в 2020-е годы системы хранения энергии распространятся по всей Америке.