Когда в шахте заканчивается руда, она превращается в бесполезную заброшенную дыру в земле. Но ученые предлагают превращать старые шахты в нечто по-настоящему полезное - большие гравитационные батареи.
Что такое гравитационная батарея?
Если простыми словами - это система, которая вырабатывает электричество, позволяя тяжелому грузу опускаться под действием силы тяжести.
Когда в сети наблюдается избыток энергии - например, когда солнечные или ветровые электростанции вырабатывают больше энергии, чем нужно потребителю - этот излишек тратится на то, чтобы поднять груз наверх. Когда возникает дефицит энергии, груз опускается вниз и попутно заставляет вращаться генераторы, создающие электричество.
Наиболее простые и распространенные гравитационные батареи используются на гидроэлектростанциях. Там роль груза играет вода, которая закачивается в резервуар на высоте, а затем стекает вниз, вращая турбины.
Использование шахт
В прошлом году ученые из австрийского Международного института прикладного системного анализа (IIASA) предложили новый тип гравитационной батареи. Идея заключается в том, что лифты в высотных зданиях могут использовать рекуперативные тормозные системы для выработки электроэнергии при спуске грузов с верхних этажей. Автономные роботы могут по мере необходимости загружать и разгружать лифты, добавляя им вес или место пространство для людей-пассажиров.
Теперь эти же исследователи предложили создать похожую систему подземного гравитационного хранения энергии (UGES). Она также будет использовать лифты, но эти будут располагаться не в высотных зданиях, а в заброшенных шахтах. Они будут поднимать и опускать тяжелые контейнеры с песком.
Для повышения эффективности системы лифты могут загружаться песком на поверхности и разгружаться на нижних уровнях шахты. Но поскольку при таком сценарии шахта будет постепенно заполняться песком, то при сильном избытке энергии лифты все же будут поднимать часть песка обратно. Для погрузки и разгрузки можно использовать сочетание электрических конвейерных лент и самосвалов.
По оценкам ученых, предложенная система может иметь потенциал глобального накопления энергии от 7 до 70 ТВтч (тераватт-часов). Большинство таких установок могут быть расположены в странах, где уже есть много заброшенных шахт - в Китае, Индии, США.
«Когда шахта закрывается, сокращаются тысячи рабочих. UGES создаст несколько вакансий, поскольку шахта будет предоставлять услуги по хранению энергии. Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно снижает стоимость системы и облегчает внедрение установок UGES», - говорит Джулиан Хант из IIASA, ведущий автор статьи.
Статья с описанием системы опубликована в журнале Energies.
