Przechowywanie energii

Przechowywanie energii

 Słońce i wiatr jako zrodla energii odnawialnej  dostarczają ja w sposob nieciagly i niezgodny z potrzebami odbiorcow.  Dotychczas tradycyjne elektrownie spelnialy systemowe zadania regulacyjne i dokonywaly bilansowania systemu.

Jednak zastosowanie wiatrakow i ogniw fotovoltaicznych w wielkiej skali a zmniejszenie przy tym generacji w tradycyjnych elektrowniach stwarza potrzebe istnienia systemów przechowywania energii. 

W elektrowni szczytowo pompowej zamienia się pobierana z sieci energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez wpompowanie wody ze zbiornika dolnego do górnego w okresie nadwyżki produkcji nad zapotrzebowaniem na energię elektryczną a w godzinach szczytu  następuje odwrócenie procesu i elektrownia pracuje wowczas jak zwykla elektrownia wodna.

Jako zbiorniki gorny i dolne wykorzystujemy istniejace jeziora lub tworzymy sztuczne zbiorniki. Pozadana jest jak najwieksza roznica wysokosci zbiornikow.

Jedna z wiekszych elektrowni szczytowo pompowych jest “The Bath County Pumped Storage Station ”  w hrabstwie Bath, Virginia w Stanach Zjednoczonych. Elektrownia posiada 6 turbin Francisa o mocy 500MW kazda. Budowano ja w latach 1977-1985 kosztem 1.6 mld owczesnych dolarow.

Pompowane jest maksymalnie 800 m³/sec wody a w czasie generacji przeplyw wynosci 850 m³/sec. Przeplywy sa wiec ogromne podobnie jak pojemnosci zbiornikow wody.

Największa w Polsce Elektrownia Żarnowiec ma moc 716 MW. Elektrownie budowano w okresie lat 1976- 1983. Elektrownia ta miała spełniać rolę akumulatora energii w czasie nocnej doliny poboru mocy dla powstającej w pobliskim Kartoszynie Elektrowni Jądrowej Żarnowiec. Szkoda wielka ze przybyle juz wyposazenie elektrowni jadrowej przetopiono w hutach.  Elektrownia ma cztery turbiny wodne o mocy 200MW.

Sprawnosc elektrowni szczytowo pompowej wynosi 70-80% ale podawane sa dane reklamowe dla nowo budowanych obiektow 85%, niezbyt chyba wiarygodne.

Celem budowy zbiornikow i tamy musimy przemiescic ogromne ilosci ziemi i skal. Do budowy tamy potrzeba duzej ilosci betonu. Prace te pochlaniaja duzej ilosci energii.

Profesor Benson wraz z dr Charlesem Barnhartem z Uniwersytetu Stanforda wyliczyli ze zdefiniowany przez nich wspolczynnik ESOI (Energy Stored On Investment) dla elektrowni szczytowo-pompowej wynosi 210. Czyli w okresie 30 lat calej eksploatacji  elektrownia przechowa 210 razy więcej energii niż wydatkowano na jej budowę i utrzymanie. Zatem budowa takiej elektrowni jest jak najbardziej uzasadniona.

Uczeni wyliczyli ESOI dla akumulatorów: kwasowo-ołowiowych, litowo-jonowych, sodowo-siarkowych, wanadowych akumulatorów przepływowych i cynkowo-bromowych. Aby akumulator wyprodukowac nalezy zuzyc energie na pozyskanie uzytych w nich metali,  tworzyw sztucznych i elektrolitow.

Uczeni chcieli swoje studia porownawcze nad bilansem energetycznym  uczynic jak najbardziej wiarygodnymi.

Najgorsze sa akumulatory kwasowo-ołowiowe z wynkiem ESOI=2.

ESOI dla najlepszych w tym porownaniu akumulatorow litowo-jonowych dochodzi do 10.

Wspolczynniki te bynajmniej nie wykazuja jakiegos szybkiego wzrostu historycznego. Po prostu  trzeba sie powoli pogodzic z mysla ze najlepszym sposobem przechowywania energii sa tradycyjne elektrownie szczytowo – pompowe.

Dobrze ze dywersanci - szalency ktorzy zablokowali budowe elektrowni jadrowej Zarnowiec i przyszporzyli nam kilkadziesiat miliardow zlotych strat nie zablokowali budowy pobliskiej elektrowni szczytowo-pompowej.

Wielka Brytania ma cztery elektrownie szczytowo-pompowe mogace przechowac  30 GWh energii. Elektrownia Dinorwig [zdjecie z http://fotografujacy.blogspot.com/2013/06/snowdonia-znaczy-llanberis-dinorwig.html] o sprawnosci 75% to monstrualna (16 kilometrów poteznych tuneli) katedra wewnątrz góry w Snowdonii. Wysokie jezioro znajduje sie 500 m nad niższym. Woda o objętości roboczej rzędu 7 mln m3 przepływa w tempie maksymalnym 390 m3/s, dostarczając moc rzędu 1,7 GW przez 5 godzin.

Tak wiec jesli chcemy powaznie myslec o wielkiej zielonej mocy z wiatrakow i ogniw fotovoltaicznych to ostro bierzmy sie za budowe elektrowni szczytowo – pomowych i modernizacje sieci dystrybucyjnej.

Nota Bene – elektrownie szczytowo pompowe uratuja nam takze skore w sytuacji kiedy trzeba bedzie wylaczyc najstarsze bloki energetyczne pracujace na weglu kamiennym i brunatnym.