Vācu-amerikāņu projekta ietvaros 2026. gadā pie Kalifornijas krastiem tiks iegremdētas 400 tonnu smagas sfēras, kas kalpos atjaunojamās elektroenerģijas uzglabāšanai un piegādei tad, kad tā ir visvairāk nepieciešama.
Satura rādītājs
Enerģijas uzglabāšanas nākotne var būt zem ūdens. Pētnieki no Fraunhofer Enerģētikas un enerģētikas pētījumu institūta (IEE) un partneri Amerikas Savienotajās Valstīs pabeidz darbu pie pirmās puslodes formas betona sfēras (400 tonnu un deviņu metru diametrā), kas 2026. gadā tiks nostiprināta 600 metru dziļumā pie Kalifornijas krasta. Tās uzdevums: uzglabāt lieko enerģiju no jūras vēja elektrostacijām un pēc tam atbrīvot to kā akumulatoru, bet sešu desmitgažu laikā un bez litija.
Kā darbojas betona sfēras un kāpēc tās pārspēj parastās litija baterijas ciklu skaita un izturības ziņā
Tehnoloģija, kas nosaukta Stored Energy at Sea (StEnSea), atkārto tradicionālo hidraulisko sūkņu iekārtu, izņemot to, ka “augšējais rezervuārs” ir sfēru apkārt esošais okeāns. Kad ir elektrības pārpalikums, sūkņi izsūc ūdeni no sfēras un nosūta to jūrā: izveidojies vakuums atstāj sfēru „uzlādētu”. Pēc tam ūdens atkal ieplūst caur vārstu, iet caur turbīnu un ģenerē līdz 0,5 MW, pirms atkal piepilda dobumu. Tas ģenerē apmēram 0,4 MW·h vienā ciklā, kas ir pietiekami, lai apgādātu vidējo amerikāņu mājsaimniecību gandrīz divas nedēļas.
Kādas priekšrocības tas sniedz salīdzinājumā ar elektrokīmiskajām baterijām? Pirmkārt, tas nav atkarīgs no kritiskiem metāliem un nerada toksiskus atkritumus; Otrkārt, tā var izturēt desmitiem tūkstošu ciklu bez ievērojamas kvalitātes pasliktināšanās. Vai varat iedomāties, ka jums vairs nav jāmaina baterijas ik pēc dažiem gadiem?
Galvenie datumi, jauda un caurlaidspēja: viss, ko mēs zinām par StEnSea pilotprojektu Kalifornijā pēc finansējuma apstiprināšanas.
- Pašreizējā konstrukcija: sfēra 9 m, 400 t.
- Darba dziļums: 500–600 m.
- Izejas jauda: 0,5 MW.
- Jauda vienā ciklā: 0,4 MWh.
- Aprēķinātais kalpošanas laiks: 50–60 gadi; turbīnas un sūknis — 20 gadi.
- Montāžas sākums: 2026. gada otrā puse.
- Budžets: 3,4 miljoni eiro no Vācijas valdības un 4 miljoni ASV dolāru no Enerģētikas ministrijas .
Parametrs Vērtība Publiskais avots
Diametrs 9 m Fraunhofer IEE
Masa 400 t Fraunhofer IEE
Dziļums 500–600 m DOE/Fraunhofer
Jauda 0,5 MW Enerģētika
Jauda 0,4 MWh Jaunais atlants
Kā redzams, ierīce nav paredzēta milzīgas jaudas sasniegšanai, bet drīzāk idejas dzīvotspējas un mērogojamības demonstrēšanai. Vēlāk varēs izvietot 30 metrus augstas sfēras, kas spēs uzglabāt desmitiem megavatstundu.
Tehniskās prasības, izmaksas un paredzamais kalpošanas laiks šai inovatīvajai zemūdens uzglabāšanas tehnoloģijai, kas paredzēta privāto investīciju piesaistīšanai.
Lai sfēras darbotos optimāli, ir jāievēro trīs tehniskie nosacījumi:
- Stāvs jūras nogāzes slīpums, kas nodrošina lielu dziļumu piekrastes tuvumā.
- Elektriska savienojuma ar vēja elektrostacijām vai citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem.
- Vides atļaujas, kas apliecina minimālu ietekmi uz vietējo savvaļas dabu un zvejniecību.
Attiecībā uz izmaksām, inženieri tās novērtē aptuveni 500 eiro/kWh prototipam. Tas var šķist augsts rādītājs, bet dārgu izejvielu trūkums un ilgmūžība nosaka normatīvo enerģijas cenu aptuveni 0,06 eiro/kWh, kas ir salīdzināms ar tradicionālu hidroakumulācijas elektrostaciju.
StEnSea projekts enerģētikas pārejā un CO₂ emisiju samazināšanā vidējā termiņā saskaņā ar Fraunhofer aprēķiniem
Pēc Fraunhofer aprēķiniem, šīs tehnoloģijas globālais potenciāls ir aptuveni 820 000 GWh. Lai jums būtu priekšstats, tikai desmit labākās Eiropas vietas varētu četrkāršot hidroakumulācijas elektrostaciju jaudu Vācijā.
Galvenās priekšrocības
- Lithium bateriju radītā „šaurā vieta” tiek novērsta.
- Tieša integrācija ar jūras vēja enerģētiku un nākotnē ar eksperimentālām apvienošanām.
- Ilgtspēja, kas atbilst vēja turbīnu kalpošanas ilgumam, samazinot ekspluatācijas izmaksas.
- Pieejama apkope: turbīna un sūknis jāmaina reizi divdesmit gados.
Tāpēc, ja Kalifornijas pilots būs veiksmīgs, mēs redzēsim sfēru zvaigznājus okeānos visā pasaulē. Kas gan nevēlētos tīru, stabilu elektrību miega laikā?
