Системы хранения энергии на основе гравитации очень похожи на насосные гидроаккумулирующие станции: они переносят некую массу с нижнего уровня на верхний и обратно. Движение вверх служит в качестве зарядки, движение вниз — разрядки.
Этот принцип также подразумевает, что чем выше расположена верхняя точка, тем больше и дешевле хранится энергия. Исходя из этого, группа австрийских исследователей предложила Mountain Gravity Energy Storage (MGES) – гравитационную систему хранения энергии в горах. Это новый подход к гравитационным системам, поскольку их можно сочетать с гидроэнергетикой. Такие системы идеально подходят для небольших островов и удаленных мест, где требуется накопление энергии мощностью от 1 до 20 мегаватт, а циклы накопления энергии составляют от семи дней до трех лет.
В статье «Гравитационная система хранения энергии в горах» исследователи из Международного института прикладного системного анализа (IIASA) объясняют, что новое решение устраняет разрыв между существующими технологиями краткосрочного и долгосрочного хранения энергии. Такое решение уже является зрелым и используется в различных секторах, таких как строительство, отдых и добыча полезных ископаемых. Стоимость хранимой энергии будет составлять от 50 до 100 долларов за мегаватт-час, при стоимости от одного до двух миллионов долларов за установленный мегаватт.
Исследователи считают, что такие гравитационные системы можно спроектировать так, чтобы хранить энергию месяцами или даже год, и производить небольшое, но постоянное количество электроэнергии в течение длительного периода времени. «Это небольшое, но стабильное производство электроэнергии можно объединить и с другими технологиями хранения энергии, такими как аккумуляторные батареи, чтобы компенсировать кратковременные колебания спроса на электроэнергию, произведенную солнечными и ветряными электростанциями», — говорят ученые. «Горные районы, где потенциал гравитационных систем выше, отдают, однако, предпочтение использованию энергии ветра в ущерб солнечным электростанциям», — добавляют они.
Авторы также утверждают, что эта технология оказывает очень незначительное визуальное и экологическое воздействие из-за ограниченных требований к занимаемой площади для подъемных механизмов и мест хранения грузов.
Несколько месяцев тому назад американская компания Energy Vault представила технологию гравитационного хранения энергии на основе крана с массивными бетонными блоками весом 35 тонн каждый. Принцип тот же, что и в проектах австрийских ученых, только бетонные блоки заменяют песок или гравий: шестизвездный кран стоит в центре, а на удалении от него лежат бетонные цилиндры весом 35 метрических тонн. Когда возникает избыток солнечной или ветровой электроэнергии запускается электродвигатель, и кран, управляемый автоматическим алгоритмом, поднимает бетонные блоки один за одним, складывая их в башню вокруг своей оси. Система хранения «полностью заряжена», когда кран создал вокруг себя башню из бетонных блоков. В башне может храниться 20 МВт-часов энергии. Когда в сети недостача электричества, система запускается в обратном направлении, и электроэнергия подается в сеть за счет гравитационной энергии. Когда сеть работает на низком уровне, двигатели возвращаются в действие — за исключением того, что вместо того, чтобы потреблять электричество, двигатель приводится в движение задним ходом гравитационной энергией и, таким образом, генерирует электричество.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2019/11/19/der-aufstieg-der-speicher-auf-die-berggipfel/