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

Jak jste na tom s informační gramotností?

Jak se studenti druhého stupně základních škol orientují ve světě technologií, které nás obklopují? Jak zvládají aplikovanou matematiku? To ukáže jubilejní 10. ročník informační soutěže IT-SLOT, které se pravidelně účastní tisíce žáků 8. a 9. tříd základních škol z celé České republiky.

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes.

Záhadný lidský mikrobiom

Nedávný výzkum ukazuje, že naše tělo je domovem mikrobů, se kterými se věda předtím nesetkávala. Možná, že se kvůli nim bude i přepisovat strom života. Navíc může mít tato mikrobiální „temná hmota“ i vliv na zdraví.

MAAE zveřejnila nové odhady vývoje jaderné energetiky do roku 2050

MAAE zveřejnila 10. září své nejnovější projekce trendů v energetice, elektřině a jaderné energii do roku 2050. Výroční zpráva nabízí smíšený odhad budoucího příspěvku jaderné energie k celosvětové výrobě elektřiny v závislosti na tom, jak se budou potenciálně ...

Vyřeší největší problém větrných elektráren pojišťovny?

Závislost na počasí je největším problémem větrných elektráren nejen z hlediska jejich vlivu na stabilitu elektrizační soustavy, ale také z pohledu celkové i provozní ekonomiky. Když vítr nefouká, elektrárna nejen že nevyrábí, což dělá problémy v přenosové síti, ale ani nevydělává.

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