A-Z ELEKTRO březen/duben 2014

REDAKČNÍ ČLÁNEK A-Z 36 | A-Z ELEKTRO | březen/duben 2014 Ukládání elektřiny na mořském dně Norští vědci a německý inženýr Rainer Schramm spojili síly k uskutečnění myšlenky výroby elektřiny na dně moře za pomoci vysokého tlaku vody. Touto myšlenkou se v minulosti i současnosti zabývalo několik vědeckých týmů, Schramm ale již přichází s přesným technologickým řešením. Celý princip výroby elektřiny na dně moře popisuje jednoduše takto: „Představte si, že pod vodou otevřete poklop ponorky. Voda se nahrne dovnitř obrovskou silou. To je přesně ta energie, kterou chceme získat.“ S podob- ným řešením ale přichází také tým MIT, který jej rovněž chce patentovat. Fantazie nebo realita budoucnosti? Nový návrh na řešení akumulace elektrické energie, který se jeví z pohledu současnosti téměř fantasticky, předložil prof. Heinoll (Tu Futwangen, SRN. Spočívá ve vybudování polohového hydraulického zásobníku kruhové tvaru (válce) vody, který je nadzdvihován v tubusu nad akumulovanou vodou válcem zeminy (granitu) stlačenou vodou. Výpočty ukazují na násle- dující relace: při průměru tubusu 1000 m a ve výšce 1000 m je možné zdvižením zeminy o 500 m akumu- lovat denní výkon výroby elektřiny SRN. Minimální průměr tubusu, který je ještě hospodárný, je 100 m, což je již proveditelné konvenční důlní technikou. Charakteristické však je, že kapacita akumulačního zásobníku roste s průměrem tubusu. Jestliže zvolíme výšku válce stejnou jako průměr, zvyšuje se hmotnost s třetí mocninou. Protože výška zdvihu vodního válce je proporcionální k poloměru, je kapacita zásobníku vody (akumulované vody) úměrná čtvrté mocnině poloměru tubusu. To znamená, že zvětšení polo- měru tubusu o 78 % znásobuje kapacitu zásobníku desetkrát. Protože však stavební náklady, závislé v podstatě na oddělení tubusu, je výhodné zvětšovat poloměr tubusu až k hranicím technických možností. Vlastní technické provedení počítá s běžnou důlní technikou, výstavbou důlních věží, tunelů a využitím razicí techniky. Pokud by se podařilo nalézt souvislý blok granitů, pak postačuje odtěžit jen prostor po obvodu tubusu. Utěsnění tubusu by nemělo být problém. Je však nutno dořešit ještě řadu otázek, neboť pospaný systém nebyl ještě nikde uplatněn. Pokud by byl realizován v relativně málo zvlněném terénu, pak by se tubus zvedal na povrchu event. až do výše 500 m, což by mimo jiné byl zajímavý optický efekt. Pokud jde o efektivnost, počítá se podle velikosti systému se snížením nákladů na přečerpávací práci o jeden řád oproti klasickým přečerpávacím efektivi- tám, až 1 euro/kWh kapacity zásobníku. Prakticky při denních cyklech 10 eur/kWh. „Uzavřená“ přečerpávací elektrárna Technologie využívaná elektrárnou Gravity Power v USA chce využívat energii zemské přitažlivosti a má ambici změnit energetiku na naší planetě. Svou kon- cepcí podobná vodním elektrárnám s přečerpávací stanicí, ale překonává řadu jejich nedostatků. Každý modul závodu Gravity Power je uzavřený systém provozovaný pod zemí. Jakmile se na počátku naplní vodou, žádná další už není potřeba. 40MW jednotka má průměr 30 metrů a je 500 metrů hluboká, zatímco průměr 250MW jednotky je 80 metrů a její hloubka je také 500 metrů, voda mezi nimi cirkuluje. Při výrobě energie píst klesá dolů a vytlačuje vodu do Francisovy turbíny, která pohání generátor. Podle zákona o zachování energie se energie ze sítě využívá ke stlačení vody dolů a zvednutí pístu. Proces nejlépe ilustruje obrázek z webové stránky společnosti Gra- vity Power. Cílem společnosti je realizovat nejprve malý demonstrační modul na ověření technologie. Podle Jima Fiske, spoluzakladatele firmy, mezi největší výhody patří to, že jednotku mohou snadno postavit běžné stavební společnosti kdekoliv ve světě, protože na její výstavbu nejsou potřeba žádné náročné materiály, jen beton a ocel. Technologie je v podstatě založena na známých řešeních, které jsou však poprvé zkombinovány tímto konkrétním způsobem. „Velkou výhodou naší technologie je její účinnost. Očekává se, že elektrárna bude účinnější než přečer- pávací vodní elektrárny, a bude až 83 %. Kromě toho je snadno proveditelné postavit mnohomegawattovou zásobárnu energie, protože gravitační moduly se snadno konstruují“, uvádí pan Fiske. Vypadá to jako zásobárna energie s obrovským potenciálem. Metanizace CO2. Průřez přečerpávací elektrárnou v Gratzu.