Согласись, читатель, ведь круто же, сохранить энергию в тот момент, когда ее избыток? Вот есть, к примеру, аккумулятор. Пусть будет внешний аккумулятор, которым мы заряжаем смартфон. Дома у нас избыток электроэнергии
(я про доступность, а не про цену на электричество. Кстати про электричество, советую прочитать мой взгляд на будущее электроэнергии. Рекомендую воспринимать как шутливую антиутопию)
а за пределами жилищ всегда недостаток, который мы восполняем тем, что накачали в свои аккумуляторы.
В промышленности все точно так же: есть часы пиковой нагрузки (когда все потребители включаются в сеть, в основном, это утро), а есть часы сниженных нагрузок (в основном, когда люди спят).
У электростанции есть определенная мощность и не факт, что в момент пиковой нагрузки она сможет удовлетворить запросы всех потребителей. Звучит логично.
Хорошо бы, в часы когда нагрузки нет, накопить определенную часть энергии для того, чтобы помочь электростанции удовлетворить запросы всех.
Предлагаю быстро пробежаться по способам. Они есть: механические электрические биологические, электрохимические, тепловые и химические.
Ниже я буду разбирать каждый из способов на недостатки и так постепенно подведу к самому перспективному на мой взгляд.
А да, совсем забыл, есть еще один метод - хранение ископаемого топлива.
Но увольте, насыпать гору угля или налить бочки нефти и сказать, что "мы придумали способ сохранения энергии" не особо красиво звучит. Всегда есть риск того, что это топливо испортится, разольется, пропьется и т.д.
Механическое - маховики, гидроаккумуляторы. С маховиками все понятно, это только если запасти энергию на короткий срок, поскольку какой бы идеальной не была конструкция, рано или поздно маховик остановится и вся ваша ценная энергия отправится в небытие.
Гидроаккумуляторы - как эколог я не могу их рекомендовать, поскольку строение гидроаккумуляторных электростанций всегда сопряжено с рисками размытия грунтов, последующим затоплением определенной территории и т.д. В общем, фу.
Конденсаторное хранение электроэнергии - считаю, что это слишком дорого и неэффективно, поскольку на данный момент конденсаторов большой емкости не придумали, да и не в промышленных масштабах уж точно.
Аккумуляторы. Да, Маск построил в Австралии огромный повербанк на 100 мВ, но у всех аккумуляторов есть один существенный недостаток - постепенная и необратимая потеря емкости батарей + дороговизна сего мероприятия.
Можно посмотреть на это со стороны бытовой, не только промышленной. Да, я сам пользуюсь повербанком и жизни без него не представляю, но использовать подобные аккумуляторы в промышленных масштабах - дело совсем другое. Срок эксплуатации относительно не большой, потерять емкость не успевает в отличие от промышленного, который нужно гонять десяток лет в активном режиме. Если на бытовом уровне это не дорого и эффективно (👇), то установка промышленного аккумулятора стоит десятки тысяч "зеленых".
И вот эти аккумуляторы легко сдать в утилизацию. Можно ли так сделать с промышленными батареями? Не думаю. Т.е. если затрагивать вопрос сохранения энергии на бытовом уровне, то я выберу повербанки, а в промышленность пока что рано запускать аккумуляторные технологии.
Тепловые. Угу, любой термос рано или поздно остынет, так что если вам потребуется сохранить энергию на промежуток времени более одного года, то вам этот вариант не подходит. Кто вообще хранит энергию в тепловых аккумуляторах? Передайте тому человеку, что "месье знает толк в извращениях".
Химические. Хранение водорода - взрывоопасно. Чрезмерно взрывоопасно. Хранить водород тоже самое, что и хранить дома ружье на стене - рано или поздно он точно бабахнет. Пероксид водорода - не нашел про него исчерпывающей информации, кто найдет способ сохранения энергии при помощи перекиси, дайте знать, скорее всего тоже из разряда извращений. Биотопливо - те же самые проблемы что и при хранении ископаемого топлива.
Предлагаю обратить внимание на то, что с моей точки зрения, весьма экологично, долговечно и практично.
Ага, статья проплачена лично разработчиком этой технологии.
Технологии накопления сжатого воздуха / пневматические аккумуляторы.
Принцип, я думаю, понятен и школьникам - накопление энергии сжатыми газами.
В момент умеренной нагрузки включается компрессор, который накачивает воздух в специальные накопители (даже природные) и в таком виде энергия может храниться годами. А что может случиться со сжатым воздухом в закрытом и герметичном пространстве с течением времени? Ни-че-го.
В моменты же пиковой нагрузки открывается клапан, воздух устремляется в газовую турбину, вырабатывается электроэнергия (да и не только в моменты пиковых нагрузок, а вообще когда угодно).
Вот проект пневматического аккумулятора, который был построен в 1991 году в США в штате Алабама.
Инженеры тут постарались и сделали все весьма грамотно с минимальными затратами.
Воздух накачивается в естественное хранилище (соляную пещеру. Ну а что? Вместо того, чтобы засыпать, придумали ей вот такое применение), в процессе работы не образуется никаких выбросов, никаких загрязнителей окружающей среды при эксплуатации и при последующей ликвидации (как было бы с классическими аккумуляторами) данной "пневмобатарейки". Мощность данного сооружения - 110 мВ на протяжении 26 часов. Звучит весьма солидно.
Как по мне, вариант просто прекрасный. Однако, есть одно НО.
КПД (вот придумали физики когда-то это понятие, а теперь ходи и мучайся с этим). Эффективность таких энергетических аккумуляторов около 70 %. Да, далеко не всю энергию получается сохранить, а только 70%. Это печально, но накопители из университета Ноттингема заявляли о КПД около 80%.
Вопрос: получит ли эта технология повсеместное распространение?
Честно говоря, я не Нострадамус и даже не Ванга, но одно я знаю точно, что пока что общество движется в направлении сохранения энергии в различных видах химико-физических аккумуляторов (li-ion, li-pol, разработки конденсаторов и т.д.). Поменяется ли этот тренд? Не могу судить. Но с радостью могу ОБсудить в комментариях :)
