Energiatárolás gravitációs helyzeti energiával: Tényleg ilyen rossz a hatékonysága?

Itt tudsz játszani az értékekkel:

[link]

Egyébként igen, jól számoltál. És igen, kb. 500 tonnát kellene 9 méterre emelni a ~12 kWh-hoz, feltéve, hogy jó hatásfokkal lehet felemelni és visszanyerni az energiát. De ez nem is a hatékonyságról szól, egyszerűen így jönnek ki a számok fizikailag.

Nagyjából igen.

De pont azért kell minél magasabbra emelni hogy ne kelljen annyi és akkora tömeget emelgetni.

A 12kWh -tárolására nekem az jött ki ha 1 méter magasra emelünk akkor 4,4 millió tonna kell.

Viszont ha ezt 100m magassággal oldod meg akkor elég 44000 tonna.

Ez egyébként nem a hatékonysága!

A hatékonysága az hogy mennyi energiát tudnak visszanyerni abból amit az emelésére fordítottak, amikor a betontömböt leeresztik és generátort hajt.

Ezért nem is értettem, miért volt ekkora hype a dolog körül. A teljes rendszer hatákonyságát nagyban rontja még az is, hogy a tárolt energia árammá visszalakítása közben is van bőven veszteség.

Továbbá ezeket telepekként képzelték el, ilyen kútszerűségek százaival, ahol szintén millió további dilemma vetődik fel. Egy ekkora rendszer üzemeltetése jókora feladat, van neki bőven energiaigénye is, ami csak tovább rontja a számokat. Ez a koncepció is csak prezentációkon mutatott jól, de nem véletlen, hogy nem lett belőle semmi.

Hát igen, 1 kWh az 3.6 MJ. Sajnos ha természetes domborzat nem segít be, akkor a helyzetienergiás tárolás nem túl hatékony.

Probaképpen kiszámoltam azért egy talán nem teljesen megvalosíthatatlan megoldást.

12 kWh = 43,2 MJ. Legyen az emelési magaság 30 méter. A megoldás fajtája választható, lehet emelni egy toronyba, vagy süllyeszteni egy kutba. A gyakorlatban mindkettöt használják. Vizet pumpálnak hegytetőre, vagy már nem használt, több kilométeres bányákban engedik le a vizet és pumpálják vissza. Kérdéses hogy egy 30 méteres torony olcsobb, vagy egy 30 méteres kut kifurása. A W=m*g*h képletből a tömeg szükséglet:

43200000 J / (30m*10ms2) = 144 tonna. Vasat választva sulynak 18.5 m3 vasra lenne szükség, ez egy 2.65 méteres vaskocka.

Szóval egy ekkora 144 tonnás kockát kéne emelgetni a 12 kWh energiához. Érdekes lenne a megoldás, de egy ilyen szerkezet kivitelezési költsége abszolut irreálisan sok lenne. Saccperkb nagyságrendileg 100-szor annyiba kerülne mint bármilyen vegyi akumlátor.

Azért látványos és szorakoztató lenne nézni, ahogy emelkedik és süllyed a súly a töltés és merítés közben. :))

Ha Isaac Asimov vagy Fred Hoyle élne, nyilván már megjelent volna kisregényekben a minden ház felett a sztratoszféráig felküldött terméskő sokaság.

Egyébként ezzel is csak azért foglalkoznak, mert a tárolás országnyi méretekben más módszerekkel még megoldhatatlanabbnak tűnik.

#4 "A teljes rendszer hatákonyságát nagyban rontja még az is, hogy a tárolt energia árammá visszalakítása közben is van bőven veszteség"

Ebben mondjuk pont a legjobbak között van, a 80-90%-os hatékonyság nagyon jónak számít. A power-to-gas rendszerek fele ekkora hatékonyságúak, és mégis folyamatosan épülnek, mégpedig teljes joggal, mert a megújuló túltermeléses időszakokban (különösen napos vagy szeles időben) szinte mindegy, hogy a többlet egészét vagy csak a felét tudod elrakni, még mindig jobb, mint lekapcsolni vagy negatív áron eladni. Egy "végleges" megújuló alapú energiahálózatnak egyébként is masszívan túlméretezettnek kell lennie, ahol a bőséges feleslegek rendszeresek lesznek.

A betonlifteztetős megoldás nagyban nyilván nem fog jelentős szerepet játszani, de olyan helyeken, ahol a körülmények adottak (bányavidékek használaton kívüli aknákkal) lokálisan simán lehet értelmes szerepük, főleg ha az energia- és lítiumárak magasak maradnak, és a megújulók továbbra is terjednek.

Így van csak azért foglalkoznak vele mert a többi energiatárolási megoldás vagy sokkal drágább és egyúttal rövidebb élettartamú is.

Vagy megvalósíthatatlanabb is.

Ez a megoldás betontömbökkel esetleg vízzel megvalósítva és a maga legalább 50-100 éves élettartamával viszonylag olcsóra jön ki a hosszú élettartam miatt. Tehát itt az ár/kWh a döntő tényező és a megvalósíthatóság nem a hatékonysága.

Amivel ezt össze lehet hasonlítani az talán a sűrített levegős tárolás.

Volt itt egy korábbi kérdésem is erről mi lenne ha a szélturbinák áram helyett eleve sűrített levegőt pumpálnának. Az áram sűrített levegő átalakítási veszteséget meg lehetne spórolni, csak az árammá alakítási veszteség lenne a rendszerben. Viszont leszavazták az itt lévők mert a sűrített levegőt kevésbé hatékonyan termelik a berendezéseink mint az áramot. Ennek ellenére szerintem versenyképes koncepció mivel az áramtermeléshez viszont sok drága ráz és sok drága átalakító és szabályozó berendezés kell. Rövidebb is az élettartama, (Villanyt termelő szélturbina kb 50 év) mint egy sűrített levegőt termelő szélturbina lenne.

De amivel viszont nem nagyon hasonlítgatják össze bármelyiket, mert túl kevesen tudnak a technológiáról, az a napkémény erőmű!

(solar chimney és nem solar tower a tower teljesen más.)

Ennek lényege hogy egy közép felé emelkedő üvegházban a levegő felmelegszik és az is ami alatta van! A középen lévő kéményben pedig a kéményhatás kihasználásával szélturbinákat hajtanak meg.

De a lényeges elemei hogy egyrészt alatta a talaj vagy amit oda teszünk (fekete hőelnyelő felület alatt só pl) felmelegszik. Ennél fogva ez az egyetlen naperőmű típus ami éjjel is működik. Hő energiát tárol el. Ahogy csökken az éjjeli hőmérséklet az eltárolt hőmennyiség is csökken így nagyjából egész éjjel fennáll az a hőkülönbség ami a szélturbinák működtetéséhez kell. A letárolt hő kiszedése szabályozható, például az üvegház szélét és a kéményt zsalurendszer lezárhatja így a légáram kisebb a felület viszont jobban melegszik! Vagy épp vizet lehet bepermetezni a forró felületre, ami meg növeli a légáramlást. Szélirányból lehet kinyitni a zsalurendszert tovább növelve a légáramot. Az elektromos rendszert így nem rángatja és nem random termel hanem kellően stabilan.

Ennek a felület - terület igénye ami nagy. De arra ott vannak a sivatagok. Építési költségre alacsony (7km üvegház átmérővel atemerőmű helyettesíthető) hatékonyságra elég jó (szélturbina + generátor hatékonyak). Tárol is és szabályozhatóan lehet kitermelni az energiát belőle ráadásul olyankor amikor kell vagyis este.

Egy kisebbet építeni is megérné még dél Magyarországon is.

De ha például észak afrikában építenének egy csoportban több ilyet is az Európai országok és ezeknek az energiáját utána közös távvezetéken hoznák át az lenne az igazi.

Hozzátenném az USA -ban épült egy nap torony de "megbukott".

Ez az ami tükrökkel egy toronyra tükrözi a hőt és ott olvadt sót melegítenek. Az olvadt sőt keringetik hőcserélőben gőzt fejlesztenek stb.

A megbukás oka környezetvédelmi volt. Olyan koncentrált napfény volt a torony közelében hogy az átrepülő madarak meggyulladtak és megsültek. Százával potyogtak. Köztük fehér fejű sasok és más emblematikus állatok is. Kiverte a "biztosítékot" a környezetvédelemben jogosan.

Kikapcsolták, most talán működtetik de a tükrök felét véglegesen elforgatták a toronyról.

Továbbá elindítása energiaigényes mert a csövekben fel kell olvasztani a sót.