Skladování energie pomocí chladu

Do nedávné doby mohli provozovatelé sítě skladovat energii pouze ve velkých zásobnících vody u vodních elektráren. V budoucnu budou stále větší podíl v energetickém mixu tvořit obnovitelné zdroje energie s přetržitou výrobou elektřiny. Proto je aktuální otázka skladování elektřiny pro období, kdy Slunce nesvítí nebo vítr nefouká. Protože nelze v blízkosti měst budovat nové vodní rezervoáry, bude třeba k využití zelené energie vybudovat kompaktní skladovací systémy.

Firma HighviewPowerStorage se sídlem v Londýně ověřuje poloprovozní zařízení o výkonu 300 kW, které má skladovat elektřinu v době nízké poptávky neobvyklým způsobem. Přebytečná elektřina se použije k pohonu chladicího zařízení, které ochladí vzduch na minus 190 stupňů Celsia a výsledný kapalný vzduch nebo kryogen se bude skladovat v nádrži při tlaku 1 bar. V okamžiku větší poptávky po elektřině, tlak kryogenu se zvýší na 70 bar a ohřeje se v tepelném výměníku. Vznikne vysokotlaký plyn pohánějící turbínu k výrobě elektřiny. Studený vzduch se přitom zachycuje a znovu používá k výrobě dalšího kryogenu. Při použití ambientního tepla k ohřevu kryogenu lze získat přibližně 50 % elektřiny, která byla do něho vložena. Účinnost lze zvýšit na přibližně 70 %, pokud se využije odpadní teplo z blízkého průmyslového zařízení nebo elektřina k ohřevu kryogenu na vyšší než pokojovou teplotu.

Na rozdíl od přečerpávacích vodních elektráren, které vyžadují velké zásobníky vody, lze kryogenní zařízení budovat kdekoliv. V Japonsku jsou vyvíjeny baterie, které mají účinnost 80‑90 %, ale stojí asi 4 000 dolarů/kW. Naproti tomu kryogenní skladování by stálo asi 1 000 dolarů/kW, protože vyžaduje méně drahé materiály. Nižší náklady jsou pro skladování energie výhodné, i když na úkor účinnosti. Společnost Highview zatím získává kryogen z vnějších zdrojů. V nedávné době ale vybudovala závod na zkapalňování vzduchu a začne vyrábět svůj vlastní kryogen. Do konce roku 2012 plánuje výstavbu komerčního zařízení na skladování energie o výkonu 3,5 MW s tím, že do začátku roku 2014 zvýší jeho výkon na 8‑10 MW.

Jiným způsobem skladování nadbytečné elektřiny je využití stlačeného vzduchu, který je v nádržích skladován z bezpečnostních důvodů v podzemí. Při vzniku poptávky po elektřině je stlačený vzduch uvolněn a použit k pohonu turbíny. Timothy Havel ze společnosti Energy Compression se sídlem v Bostonu používá ke skladování stlačeného vzduchu zeolity, které mají strukturu včelího plástu s mikropóry, které zachycují molekuly vzduchu, když je materiál ochlazován, a které je uvolňují, když je materiál zahříván.

podle New Scientist, 2011, č. 2801, s. 21