Алтернатівні «батеркы»

Кӯлко маєме дома всякої серсамы, што робит на електрицї? Преповно, тай щи пӯвміха. Исю статю моментално тоже читаєте на дачому, што фунґує вдяку електрицї: ци з акумулатора, ци напряму шнуром, а мусит мати даякоє жерело енерґії.

Днишні реалії в Украйинї многых люди заставили задумати ся — а де нам розміщати тоты «кіловаты» світла, кой світла у шнурови ниє? Бум на торгови павербанок тай ґенераторӯв стімуловав много чиляди самовошколовати ся у базисах електронікы тай того, де мы тото світло держиме.

Батеркы

Сяк ся рахує, ож «Стовп Волта» быв первов практічнов батерков. У рокови 1799 таліяниць Алессандро Волта учинив конструкцію из мідных тай цінковых верстий, помежи котрыми было змоченоє у соляному розтворови полотно (алтернатівно квас).

Ужек до кӯнця 20. стороча батерку мож было найти у каждӯв хыжи, ци у радійови, ци у литрикови, ци у годинцї. А вжек дниська бӯлшина люди у світї має у жебови даяку направу, што робит из тої батеркы ци акумулатора. Хоть они и стали многым май компактні, тай поміняла ся доста читаво технолоґія выробы, но прінціп не утїк далеко — мы маєме ґенерацію електрикы через хемічну реакцію.

Годно быти, ож маєте дома и май великі «батеркы», гикой дашто уд EcoFlow авадь Bluetti. А годно быти, ож и домак маєте дома саморобный сістем из дакӯлкома акумулаторами тай інвертором. Кидь так, та добрі знаєте, ож така помӯч кой є повностю заряжена, та застане вам може на динь, не бӯлше.

А як ото фунґує у май великых маштабах? Кидь треба нам дакӯлко читавых акумулаторӯв, обы нам лиш домашня техніка робила сутку… А яку нам треба батерку, обы сьме могли умістити доста електрикы, обы застало даякому невеликому варошови на динь?

Алтернатівні методы

Хемічні батеркы тай акумулаторы мавут шор фізічных обмежень, котрі не знаєме як убыйти, тай не факт, ож колись убыйдеме. Може знаєте, ож електричні моторы сут читаво тяжкі, якраз спозад того, ож мавут великі батареї. Тай чим май великый мотор, тым май велику у нього треба батерку. Ипен спозад того не видиме комерційного успіху великых грузовых електричных фур. Аж вам треба довезти пару тон груза май далеко ги на изирь кілометрӯв, та раз не маєте електричної фуры, котра бы такоє потягла. Уже най не споминаєме за різікы хоснованя великых хемічных батерок, котрі мавут велику небезпеку убухнути. А чинити великі сістемы из такых батерок — лиш множити тоту небезпеку.

Айбо сут и инчакі способы держати електрику у великых обйомах, хоть и не зовсім у видї «електрикы». Пониже розкажеме вам за дакӯлко з них.

Водохранилище

Єдным из доста інтересных способӯв держати електрику не у «чистому» видї, ото помповоє водохранилище, авадь помпова гідроелектрарня (pumped hydro storage). Прінціп роботы не є тяжкый:

• Маєме даякоє жерело електрикы, котроє дає нестабілный ток, гикой світлові авадь вітрові електрарнї;
• Бӯлшина електрикы йде у сїть на хоснованя, а лишок выробленої електрикы иде, обы накачовати воду у водохранилище на высотї;
• У час кой ґенерація електрикы менша (до прикладу сонячна електрарня не продукує світло уночи), та накачана вода спущат ся долӯв из водохранилища через водяный ґенератор, а выроблена електрика пущат ся у сїть;

Як тото фунґує схематічно можете побзерати на образчикови долӯв:

Такый сістем не є натӯлко ефектівный, гикой пряма передача світла у сїть уд ґенератора електрикы, бо фурт ся утрачат уд 20% до 30% енерґії на перекачованя воды. Айбо основнов выгодов такого сістема є тот факт, ож удержованя такої енерґії, на поруняня из стандартными акумулаторами, фактічно нич не коштує. Водохранилище не потребує ниякого спеціалного обслужованя само уд себе, не рахувучи обслужованя інфраструктуры самої помпы тай турбіны. Но обйомы розтрат на тото сут в много раз менші, як обслужованя великых сїтюв акумулаторӯв.

Помповоє водохранилище є на сись динь майвеликым возможным умістилищем електрикы (хоть и не у чистому видї). Станом на 2020. гӯд пиля 95% усьых запасӯв електричных сїтюв сохранят ся ипен у варіантах помповых гідроелектрарень. Уважуйте, ож туй не рахуєме персоналні запасы у люди, гикой батерка вашого телефона, авадь акумулатор у вас дома, а ипен великі хранилища, из котрых світло має йти в сїть про хосновачӯв.

Из неочевидных выгод можеме щи окреме спомнити за тото, ож такоє водохранилище може пасівно ся наповняти дожчом авадь рїками. Обйом тої входної воды буде невеликый, айбо безплатный, а значит такый сістем буде тым май выгодный, чим май вогкый клімат маєте. Заєдно из тым, на удміну уд хемічных батерок, такоє водохранилище не буде ся псовати з часом, а значит потенційный живӯт проєкта є в много раз бӯлшый як хоть-яка алтернатіва.

Из мінусох тоже варта спомнити, ож помповоє водохранилище реално мож учинити лиш у гористому містови, де трїбна на хоснованя зимля и без того подаколи є у дефіцітови. В тот самый час постройка такого водохранилища буде рушити локалну екосістему тай мати влив на доступ до прісної воды у реґіонови. Заєдно из тым, обы такый сістем быв выгодный, та мусит быти читаво веліканськый — на малому маштабови помпові водохранилища стройити є фінансово нерелевантно, а значит условно даякоє окремоє село не може собі учинити мікро-верзію такого сістема.

Ґравітація

Сут методы сохраняти електрику у инчакому видї енерґії — потенціалному. Подобно до того, як ото фунґує из помповым водохранилищом, методы ґравітаційного сохраняня електрикы упиравут ся у другі жерела електрикы, тай конвертувут лишкы світла у инчаку форму енерґії, но вжек без воды.

Ґравітаційні електрохранилища згруба можеме роздїлити на два филї:

1. Єден варіант кой маєме конструкцію у видї крана, котрый пуднимат груз вдяку лишнюв електрицї, што поступат из хосновацької сїтї. Дале пак, кой є бӯлша потреба у електрицї, ги дає основноє жерело, та тот груз пущат ся долӯв до земли, тым запущат ґенератор. Як приклад мож навести Energy Vault у Швайцови.
2. Другый варіант ідентічный тому, долиш замісто крана маєме глубоку шахту, у котрӯв тот груз ся пуднимат авадь долӯв, авадь горі.

Хоть убадва исї методы мавут плус-мінус єднакый прінціп роботы, айбо спозад метода розміщеня мавут неєднакі потенційні проблемы тай выгоды.

Варіант из краном має майпросту конструкцію, легше мож звысшовати обйомы «батеркы», тай релатівно нетяжко даже перевезти з міста на місто. Така конштрукція чинит ся из недорогых матеріалӯв (сталь, бетон), тай може прослужити много рокӯв. Из очевидных хыб мож спомнити за тото, ож мусите мати читаво руного тай розчищеного міста, бо сякый сістем буде потребовати дуже великої площі земли, обы быти фінансово ефектівным. Щи єдным слабым містом такої конштрукції є «час удклику» — значит час, якый треба сістемови обы перейти из фазы сохраняня електрикы у фазу ґенерації.

На другого бока, варіант из шахтов пуд земльов не має потребы удїляти тому проєктови много міста вон, тай не мусай нич копати самому, в основному такоє реалізовувут у вже выхоснованых банях, кой руду добывати ужек не выгодно. Значит из выгод такої конштрукції можеме позоровати на економії міста тай повторному хоснованьови уже екзістувучых шахт. Айбо ися выгода є нараз и недостатком, бо іншталація такої сістемы буде дуже ресурсозатратна, кидь готової ямы у земли не маєте. В тот самый час такі енерґохранилища є дуже новов задумков, сама концепція є щи дуже молода, спозад чого буде мати щи много неочевидных проблем.

Кінетічна енерґія

У спередущых прикладах розниковали сьме доста «статічні» сістемы, а туй наспак ушытко ся дїє дуже боржі. Основов кінетічного енерґохранилища є даякый обертавучый ся діск, котрый ся розкручує лишком електрикы, тай зодповідно може конвертовати свою кінетічну енерґію назад у електрику свойив оберталнов силов.

Контекст хоснованя такого тіпа енерґохранилища є доста инчакым выд спередущых. Помповоє водохранилище авадь ґравітаційноє енерґохранилище розраховані на тото, ож пӯв суткы ся будут заряжати, а пӯв суткы — розряжати (кидь роблят у парі из сонячными панелами). Час переключеня помежи режімом зарядкы тай ґенерації у них дуже великый, айбо и учинити тото треба згруба лиш двычі за динь. На удміну уд них кінетічноє енерґохранилище може ся переключати за мілісекунды из режіма зарядкы у режім генерації тай наспак. Спозад сього хоснує ся в основному як механічный стабілізатор електричної сїтї.

Кінетічный сістем, на другого бока, буде годен держати «заряд» дуже недовго — уд пару годин до пару днӯв — айбо рахувучи контекст його хоснованя исе тяжко удкрыто назвати хыбов. Час службы такої установкы тоже є релатівно довгый, рунявучи из хоть-яков хемічнов батерков, тай може ся оцїньовати у дві-три декады.

Выслїдкы

Великі обйомы електрикы ужек у наш динь сохранявут ся не у такому видї, як сьте привыкли видїти у домашнюв серсамі. Доста довгый час уже сполїгаєме ся на алтеранатівні до хемічных батерок методы, гикой тоты такой помпові гідроелектрарнї. Но з прикладӯв, указаных высше видиме, ож усї они мавут дуже специфічный контекст, ситуацію, у котрӯв ипен така установка буде паровати. На рунинї не покладете ефектівну гідроелектрарню, а ґравітаційну шахту не покладете шіковно, кидь пуд ниї щи не маєте ямы у земли. Тай домак не видко, обы хоть єдно из спомнянутых выще рїшень мало практічных хосен на меншому маштабови, у вас у жебови. Ваш смартфон, новтбук, авадь мотор, и дале мусят мати хемічні акумулаторы, бодай щи даякый час.