Jen pár kilometrů od pobřeží Toronta se z dna jezera zvedá řada šesti masivních válcových balónků, které stojí téměř stejně vysoké jako dvoupodlažní dům. Jejich stěny obsahují stlačený vzduch s potenciálem stát se elektřinou.
Tyto balónky jsou součástí inovativního bezemisního systému skladování obnovitelné energie od společnosti Hydrostor.
Vidíte, větrná energie je úžasná a solární panely jsou vynikající a tyto technologie se každým rokem stávají účinnějšími. Jednou z největších výzev pro energii z obnovitelných zdrojů je napájení domů v době mimo špičku, jakmile větry zemřou nebo po západu slunce, kdy se komunity často obracejí ke spalování nafty.
„Úložiště je skutečně klíčovým prvkem umožňujícím obnovovat naši elektrickou síť, “ říká generální ředitel společnosti Hydrostor Curtis VanWalleghem.
Společnost Hydrostor je jednou z několika společností a výzkumných skupin, které zkoumají úložiště energie stlačeného vzduchu pod vodou (UW-CAES), což by mohla být nízkonákladová a ekologická odpověď na tento problém.
V systému Hydrostor přebytečná energie ze slunce nebo větru nabíjí vzduchový kompresor. Stlačený vzduch je ochlazován před tím, než sestřelí trubici a ven do masivních balónků. Stejně jako vyhodit do vzduchu balón na zemi, vzduch zaplní balónky v oceánu, ale kvůli tomu, že mnoho nohou vody tlačí dolů, vzduch uvnitř se zkomprimuje. Čím hlouběji jsou balónky, tím více vzduchu mohou držet. Pro uvolnění energie mohou operátoři otevřít pobřežní ventil a překrývající voda vytlačí vzduch ven, což otáčí turbínu a vytváří energii.
"Nakonec jsme velmi chladnou baterií pod vodou, " říká Cameron Lewis, zakladatel a prezident společnosti Hydrostor, ve videu o projektu.
Zařízení Hydrostor na pobřeží obsahuje systém vzduchových kompresorů a turbín pro přeměnu energie na stlačený vzduch a zpět. (Hydrostor) CAES není úplně nová. Tato technologie existuje již od konce 19. století, ačkoli až v pozdních sedmdesátých letech byla otevřena první elektrárna na skladování energie v německém Brémě, kde byl stlačený vzduch pod zemí uzamčen ve starých solných jeskyních. Od té doby se po celém světě uskutečnilo několik projektů CAES, ale problém vždycky spadá tam, kam jste dali vzduch, říká VanWalleghem. Ocelové nádrže jsou extrémně drahé a současné levné alternativy - podzemní jeskyně - nejsou nikdy tam, kde je potřebujete. Podvodní balóny společnosti Hydrostor mohly přinejmenším umožnit metodu ukládání energie v komunitách v blízkosti oceánu nebo hlubokých jezer.
Šest zkušebních balónů Hydrostoru, které sedí pod zhruba 180 stop vody, měří 29, 5 stop a 16, 4 stop široké. Jsou vyrobeny z nylonu potaženého uretanem, což je stejný materiál, jaký se používá k tažení vraků lodí z mořských a mořských podlah - textilie, která vydrží velkou sílu ze vzduchu hluboko pod vodou.
Hydrostor není jedinou společností, která vyšetřuje UW-CAES. Thin Red Line Aerospace nezávisle vyvinul podobný systém a v letech 2011 a 2012 rozmístili několik „energetických vaků“ u pobřeží skotských ostrovů Orkney po dobu tří měsíců. Tento úvodní pilotní test přinesl povzbudivé výsledky, které publikovali ve studii ve spolupráci s týmem z University of Nottingham.
"Výzvou je krok k vytvoření měřítka, " říká zakladatel Thin Red Line a prezident Max de Jong. Nebo spíše vymýšlet, jak uložit dostatek vzduchu k produkci významného množství energie.
Hydrostorovy balónky drží poměrně malé množství energie. Společnost nezveřejní celkovou kapacitu systému, ale generátory jsou omezeny na zhruba jeden megawatt. Přestože Hydrostor plánuje systém rozšířit, potřebují ještě několik balónů, aby bylo možné komunitu nabíjet.
Z pohledu malé perspektivy, londýnské pole, 175-turbínová větrná farma, produkuje kolem 4, 2 procent elektrické energie ve větším Londýně, uvádí de Jong. Chcete-li chrlit dostatek energie pro kompenzaci jednodenního výpadku výkonu, potřebujete asi 27 500 menších balónků použitých pro počáteční testy systému Thin Red Line Aerospace, vysvětluje. To odpovídá něco přes 7 700 Hydrostorových tašek.
"Dokážete si představit vodovodní potrubí, potrubí ... a pak dopad na životní prostředí?" De Jong žasne. "To je šílenství."
Podle společnosti VanWalleghem jsou součástí UW-CAES společnosti Hydrostor všechny standardní kusy přepravované průmyslovými dodavateli, včetně General Electric. „Neexistuje žádná technologie ani věda, která by stavěla větší systémy, “ říká. „Kupujeme jen větší motor nebo kompresor.“
De Jong však tvrdí, že budování větších podvodních systémů není tak jednoduché. "Víme, že jsou k dispozici plynové turbíny." Víme, že potrubí je k dispozici, "říká.„ Neznámá část je podmořský kontejnment a jak hluboká musíte skládku, abyste získali smysluplnou akumulaci energie. "
Hlavní inženýr a generální ředitel Thin Red Line Aerospace Maxim de Jong kontroluje UW-CAES „Energy Bag“ během počáteční testovací inflace (Keith Thomson / Thin Red Line Aerospace) Aby se maximalizovalo množství energie, které může podvodní systém ukládat a čerpat do mřížky, inženýři budou muset zjistit, jak velké mohou balónky a podmořské předřadníky vyrobit, a jak hluboko je mohou nainstalovat.
"Neexistuje žádný důvod, proč by to nemělo fungovat, ale existuje spousta důvodů, proč by to nebylo ekonomické, " říká Imre Gyuk, programový manažer ukládání energie na americkém ministerstvu energetiky. "Otázka účinnosti je vždycky."
Jak se hloubka vody zvětšuje, na balónech tlačí mnohem více vody, což umožňuje mnohem větší kompresi vzduchu.
„Potřebuješ něco nesmírně silného. Je téměř nepochopitelné, jak silná musí být ta věc, “ říká de Jong. Na základě materiálu použitého pro kosmická stanoviště vyvinula a patentovala tenká červená čára „škálovatelnou architekturu nafukovací textilie“, která dokáže pod vodou udržovat neuvěřitelných 211 888 kubických stop stlačeného vzduchu - téměř 60krát více než zhruba 3 700 kubických stop v každém z Hydrostor's balónky.
Druhá část tohoto řešení účinnosti jde hlouběji, vysvětluje de Jong. Jeho společnost zkoumala myšlenku spárování UW-CAES s plovoucími větrnými mlýny v hlubokém oceánu. Toto řešení drží dvojnásobek obrovského úložného potenciálu z velké hloubky vody a výhody větrných turbín, které jsou mimo cestu mnoha mořských ptáků a dohledu lidí na pevnině. Hluboké úložiště také udržuje balónky daleko od citlivých prostředí v blízkosti pobřeží.
Stále se musí provést mnoho testů, aby se UW-CAES ve velkém měřítku stala skutečností. Jednak jsou dopady na životní prostředí do značné míry neznámé. „Hluk může být obrovská věc, “ říká Eric Schultz, mořský biolog na University of Connecticut. "Představte si, že nutíte spoustu plynu skrz to, co jsem si představoval, je docela úzká dýmka." Syčení obrovských objemů proudění vzduchu potrubím, zejména vyšších frekvencí, mohlo narušit chování obyvatel oceánů. Skutečný dopad těchto balónků na populace ryb však dosud nebyl ověřen.
VanWalleghem tvrdí, že podvodní balónový systém by mohl skutečně podpořit mořskou biotu, možná působící jako umělý útes. Kotvy balónků jsou částečně pokryty kameny, které jsou velikostí a typů, které by mohly podpořit místní rozmnožování ryb.
To znamená, že stejně jako u všech mořských plavidel může být problémem i zvědavá biota. "Vždycky je tu žralok řezačky cookie, " říká Gyuk. Tento žralok velikosti kočky se připevňuje k povrchům a vysekává hladké oválné otvory.
S novým pilotním programem, který se chrlí, Hydrostor netrpělivě očekává data, která jim pomohou posoudit systém. Společnost již plánuje výstavbu většího systému na Arubě. Prozatím jsou tato malá ostrovní společenství s relativně nízkými potřebami energie a hlubokými vodami na pobřeží pravděpodobně nejlepšími cíli pro tuto technologii.
