Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 217

ARES: Sisyfovská práce nemusí být marná

Americký projekt ARES (Advanced Rail Energy Storage) může na první pohled připomínat marné úsilí Sisyfa při valení balvanu do kopce. Při podrobnějším zkoumání však musíme uznat, že je dobrým nápadem, jak přispět k řešení největšího problému současné energetiky, kterým je velkokapacitní skladování elektrické energie.

Fotogalerie (5)
Výtvarníkova představa vlaku fungujícího jako "skladiště energie" (zdroj ARES)

Kalifornská společnost ARES letos na jaře získala nedaleko městečka Pahrump v Nevadě pozemek pro stavbu zvláštní železniční tratě. Pahrump leží v hornaté části Mohavské pouště necelých sto kilometrů západně od Las Vegas. Letní teploty zde dosahují k padesáti stupňům Celsia a zatažená obloha prakticky neexistuje.

Vlak jako obří akumulátor

Trať „odnikud nikam“ bude sice dlouhá jen necelých deset kilometrů, zato ale s převýšením okolo 8%. Jezdit po ní bude těžkotonážní vlak tažený elektrickou lokomotivou. V době přebytku elektřiny vyrobené v okolních fotovoltaických a solárních elektrárnách vyjede na kopec a v čase energetické špičky se stovky tun hmoty díky gravitaci rozjedou z kopce dolů a motory lokomotivy přepnuté do rekuperačního režimu budou vyrábět elektřinu. Společnost ARES předpokládá, že tak získá špičkový energetický zdroj o výkonu 50 MW a kapacitě 12,5 MWh.

Výkonnější než přečerpávací elektrárna

Funkčnost systému akumulace elektřiny společnost od roku 2013 v menším měřítku ověřovala asi 150 km severně od Los Angeles nedaleko větrné farmy v Tehachapi. Tvrdí, že zařízení dokáže pracovat s účinností až 85 %, což je nejméně o 10 % více, než při ukládání energie v přečerpávacích vodních elektrárnách. Systém ARES je prý jednodušší a levnější i ve srovnání s velkými bateriovými systémy či setrvačníky. Jeho předností je také pohotovost výkonu v řádu sekund. Náklady na vybudování jednotky v Pahrumpu mají dosáhnout 55 miliónů USD, stavba má být zahájena v roce 2017, do provozu by systém měl jít o dva roky později.

Skladování elektřiny jako podmínka optimalizace využití obnovitelných zdrojů

Rozvoj technologií a kapacity operativního skladování energie je základní podmínkou pro to, aby se obnovitelné zdroje energie mohly stát významnou položkou energetického zdrojového mixu. Americká Národní laboratoř pro obnovitelnou energii odhaduje, že pokud by Kalifornie měla do roku 2030 pokrývat svou spotřebu elektřiny z 50 % solární energetikou, bude potřebovat technologie pro ukládání energie o kapacitě 15 GW, což je 66krát více, než je současná kapacita energetických úložišť v celých USA.

Přečerpávací vodní elektrárny – jediná dosud zvládnutá technologie skladování elektřiny

Celosvětový rozmach obnovitelných energetických zdrojů, zejména větrných a fotovoltaických elektráren, vede stále častěji k situacím, které ohrožují stabilitu energetických sítí a způsobují i problémy s regulací frekvence. Způsobuje to závislost těchto zdrojů na denní době, resp. počasí. Energie z obnovitelných zdrojů má vedle nesporných výhod i jednu nevýhodu, že ji dosud neumíme ve velkém skladovat. Jedinou zvládnutou velkokapacitní technologií skladování elektřiny jsou v současné době přečerpávací elektrárny, které jsou ale investičně mimořádně nákladné a jejich výstavba naráží ve většině zemí na odpor veřejnosti, protože obvykle představují velký zásah do krajiny.

Největší přečerpávací elektrárna na světě Bath County stojí v místě kontinentálního geologického zlomu na hranicích Virgínie a Západní Virgínie v USA a má celkový výkon 3 GW. Několik více než 2GW přečerpávaček má Čína. K největším evropským elektrárnám tohoto typu patří britská Dinorwig, která má při výkonu 1,8 GW kapacitu 10,8 GWh.

Největší českou přečerpávací elektrárnu Dlouhé Stráně v Jeseníkách, necelých 30 km severovýchodně od Šumperka, provozuje společnost ČEZ. Má výkon 0,650 GW a kapacitu 3,243 GWh. Tento parametr vyjadřující maximální množství elektrické energie, které lze vyrobit při jednom přečerpacím cyklu, se také nazývá „energetická úložná kapacita“).

Obecné parametry systému ARES

Umístění

Pahrump, Nevada

Energetická úložná kapacita

12,5 MWh

"Vybíjení"

8 hodin na plný výkon

Délka trati

8 800 m

Výškový rozdíl

600 m

Maximální stoupání

8,0%

Průměrné stoupání

7,0%

Zabraná plocha

18 ha

Celková váha vlaků

9,600 tun

Počet čtyřvozových jednotek

140

Odhadované náklady

168 USD/kWh

Životnost systému

40 let

Zdroj:

http://www.aresnorthamerica.com

Ilustrace převzaty z Press Kitu společnosti ARES.

(red)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Černá smrt gumy a jak jí čelit

Guma je jedním z neopěvovaných velkých hrdinů průmyslové revoluce. Kromě jejích obvyklých aplikací, jako jsou pneumatiky, kondomy, elastické spodní prádlo, apod., představuje základní složku asi ve 40 000 výrobcích, včetně absorbérů nárazu, hadic, lékařských nástrojů, těsnění, atd.

Z historie i současnosti vynálezů a jejich ochrany

Vynálezy a objevy často přicházejí na svět klikatými cestičkami. Jednou to vypadá, jako by se na ně čekalo tak netrpělivě, že se zrodí hned v několika hlavách v různých koutech světa, jindy je náhodou nebo omylem objeveno něco, s čím si nikdo neví rady.

Jak vyčíslit ekonomické přínosy jádra? A co na to evropský jaderný průmysl?

Společnost Deloitte vypracovala pro Euratom studii o přínosech jaderné energetiky v roce 2019 a 2050. V současné době je v provozu ve 14 zemích EU 126 komerčních reaktorů o výkonu 118 GWe. Do roku 2050 by měl jejich výkon stoupnout na 150 GWe, budou se ale muset snížit investiční náklady.

Astronauti se pořád ptali: Jak se daří myškám?

Myši, švábi, japonské křepelky, ryby, škeble, rostliny.... ti všichni měli možnost ochutnat Měsíc! Po návratu Apolla 11, od jehož mise letos uplynulo 11 let, putovalo množství vzácných vzorků měsíční horniny do laboratoří.

Irský matematik a fyzik George Gabriel Stokes

Světlo je jeden z nejúžasnějších přírodních jevů a pro život člověka má zásadní význam. Je pro nás nejen hlavním prostředkem poznávání světa a vesmíru, ale i zdrojem emocí, je obdivováno a zkoumáno uměním i vědou. Optika, nauka o světle, je vlastně nejstarší částí fyziky.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail