A-Z ELEKTRO listopad / prosinec 2016

NOVINKY A ZAJÍMAVOSTI 4 | A-Z ELEKTRO | listopad/prosinec 2016 Německo si dalo za cíl nahradit 55 až 60 procent spotřebované energie energií z obnovitelných zdrojů. Do roku 2050 by to pak mělo být celých 80 procent. V roce 2015 se Německo dostalo na hodnotu 30 procent z celkové hrubé produkce elektřiny. Z toho celých 9 procent při- padalo na větrné turbíny, jejichž počet nejen v Německu stále roste. Jeden díl v této energetické skládance ovšem stále chybí. Je jím komplexní systém pro bez- pečné uchovávání přebytečné energie. Vzestup obnovitelných zdrojů energie a současně útlum tradičních elektráren v sobě skrývá řadu úskalí. Jedním z nich je, že jakmile mraky na dlouhou dobu zastíní fotovoltaické panely a rotory větrných turbín se zastaví kvůli bezvětří, může nám hrozit velké nebezpečí, že zůstaneme bez energie. K tomu, abychom dokázali plynule a bezpečně přejít na energetický systém převážně využívající obnovitelné zdroje energie, potřebujeme řešení skladování energie, které by vyrovnávalo nadprodukci a naopak nedostatek ve výrobě elektřiny, když slunce nesvítí a vítr nefouká. Vajíčka na kamenech smažená Vývojáři ze společnosti Siemens přišli s řešením, které je stejně tak jednoduché, jako chytré. Přebytečná energie se odvede Skladování energie v horkých kamenech ze sítě a přemění se na tepelnou energii. V případě vysoké hustoty tepelného toku lze takto přenést velké množství energie. A zde se dostávají ke slovu kameny. Celé řešení lze demonstrovat na příkladu fénu na vlasy. Elektrická energie ohřívá proud vzduchu, který se potrubím vhání do skladovací jednotky. Ta se skládá z pev- ného izolačního obalu a vnitřku, který je vyplněný malými kamínky. Horký vzduch kamínky zahřívá na teplotu vyšší než 600 °C. Podmínkou je, že se při této teplotě kameny nesmějí začít tavit ani praskat. Jak se ale dá takto uskladněná energie přeměnit zpátky na elektřinu? Využívá se zde velmi spolehlivá a dlouhými léty prově- řená technologie výroby elektřiny pomocí páry. Do skladovací jednotky se nyní začne vhánět naopak studený vzduch, který se zahřeje a získané teplo odevzdá v dalším stupni vodě v bojleru. Ta se změní na páru, která se pak pod tlakem vhání na turbínu. Turbína vyrábí známým procesem elek- třinu, která se vrací zpět do sítě. Tento velmi jednoduchý systém sklado- vání energie se pochopitelně nedá využívat dlouhodobě. Předpokládá se, že kameny dokážou udržet dodanou energii asi týden. V žádném případě ho nelze využívat sezonně, například k uchování energie vyprodukované na podzim při podzim- ních silných větrech a její spotřebovávání během celé zimy, která bývá z hlediska obnovitelných zdrojů nejslabší. V zimě totiž nejen nesvítí slunce, ale většinou ani nefouká. K vyrovnávání dvou-, třídenních výkyvů by mohl naopak posloužit výborně. FES Akumulační zařízení nese název Future Energy Solution (FES) a Siemens jej vyvíjí ve spolupráci s technickou univerzitou v Hamburku a společností Hamburg Ener- gie. V současné době se testují tepelné vlastnosti skladovacího zařízení, funkční konverze elektřiny do tepelného úložiště a opět do elektřiny by měla proběhnout na jaře 2017. Plánované zařízení bude mít kapacitu 36 MWh, úložiště s kamením bude disponovat objemem 2 000 metrů krychlových. Zpočátku vědci očekávají účinnost 25 %, celý koncept má ale poten- ciál až 50% účinnosti. A co jiná řešení? Systém skladování energie v horkých kamenech je samozřejmě pouze jednou z možností, které se nabízejí nebo se již dokonce využívají. Oproti např. přečerpá- vacím elektrárnám nebo naopak podzem- ním vodním tankům či elektrochemickým řešením má ale několik velkých výhod. Není závislý na geomorfologii krajiny, kde má být umístěn, a je zcela ekologicky nezávadný a bezpečný. Navíc je velmi jednoduchý, levný a lehce škálovatelný podle aktuálních potřeb. Kameny, které se zde používají, se dají často vytěžit přímo v místě, kam se má úložiště umístit. Efek- tivnější řešení ještě šetrnější k životnímu prostředí si tedy lze již těžko představit. Schéma termálního úložného systému. Nový systém skladování energie v horkých kamenech využívá jednoduché, spolehlivé a dobře známé principy. Testovací areál.