Проект по аккумулированию энергии с помощью железных дорог покоряет запад Америки

Что имеет длину более 4 миль (6.5 километров), полон породы и имеет потенциальную выходную мощность в 50 мегаватт?

Если вы не можете ответить на этот вопрос, не переживайте — не многие слышали о системе хранения энергии на рельсах — концепт, который скоро будет запущен на юго-западной границе американского штата Невада. Его конструкторы имеют высокие амбиции, касательно своего проекта и уверены что эта система хранения может стать неоценимым помощником в стабилизации региональной энергосистемы.

По сравнению со схемой работы традиционных химических батарей, идея хранения энергии с применением железнодорожных путей, весьма проста. В периоды низкого спроса на электроэнергию, электрическая мощность передается из близлежащей энергосети на электрические моторы, которые затаскивают связку утяжеленных вагонеток на гору или возвышенность. Там они будут находиться, без потери мощности (в отличие от химических батарей), вплоть до момента, когда в энергосети не возникнет потребность в большем количестве электроэнергии. После чего, вагонетки будут отпущены для свободного спуска, вниз по склону. Их движение пошлет электроны обратно в энергосеть через систему рекуперативного торможения, которая использует энергию вращения колес для выработки электроэнергии.

Вагонетка с грузом

“Они взбираются вверх и едут вниз, словно детские игрушки”, говорит Франческа Кава, главный операционный директор в Advanced Rail Energy Storage North America — компании, которая стоит за этим проектов в Неваде. “По большому счету, технологии, которую мы используем, более ста лет — нам не нужно дожидаться каких то научных открытий, чтобы стать прибыльными.”

Весь смысл проекта заключается в способе накопления и последующего высвобождения энергии — жизненно важном аспекте любой энергосистемы с высоким проникновением переменчивой солнечной и ветровой энергии.

Единственные силы, эксплуатируемые железнодорожным способом хранения, которые концептуально похожи на гидроаккумулирующие электростанции — являются гравитация и трение. Но, в отличие от гидроаккумулирующих систем, вагонетки и рельсы, по которым они передвигаются не требуют удобного расположения водных ресурсов, что делает их гораздо более привлекательными для засушливых регионов, таких как западная Невада.



Компания Advanced Rail Energy Storage North America полагает, что себестоимость функционирования их системы будет составлять половину от того, что требует аналогичный проект гидроаккумулирующей электростанции той же мощности, и что немаловажно, будет иметь гораздо меньшие последствия для экологии.

В настоящее время запущен пилотный проект, который представляет собой 800-футовую (243 метра) железную дорогу — всего четвертую часть от намеченного масштаба. Однако Advanced Rail Energy Storage North America приступила к планированию своего первого коммерческого проекта, который компания планирует построить рядом с границей штатов Калифорния и Невада в партнерстве с компанией Valley Electric Association Inc. (VEA).

Valley Electric Association — компания из штата Невада, решила поработать с намного большим по масштабу, оператором California Independent System Operator.

Системой так же планируется создание резерва, в виде груза на вершине горы, который вагонетки могли бы доставлять в периоды сверхвысокой выработки электроэнергии

“Мы весьма вдохновлены тем фактом, что нам удастся развернуть новую технологию на территории южной Невады”, говорит Том Хастед, генеральный директор Valley Electric Association. “Из-за нашего расположения в солнечном поясе страны, эта технология прекрасно впишется в нашу энергосеть и имеет огромный потенциал для развития и поддержки возобновляемых источников энергии, которые мы эксплуатируем в регионе.”

Регион нуждается в системах хранения энергии, для поддержки амбициозных целей в сфере возобновляемой энергетики, и всячески исследует различные варианты, включая новые парогазовые установки для удовлетворения ожидаемых колебаний в энергетических поставках. Закон штата Калифорния требует, чтобы энергия от солнца, ветра и других возобновляемых источников, составляла 33 процента от общего объема электрической выработки к 2020 году.



В прошлой жизни, вагонетки, которые будут эксплуатироваться в этом масштабном проекте, трудились на ниве австралийской горной добычи. Они специально разрабатывались для исключительно надежной и долгой эксплуатации, поясняет госпожа Кава. В типичную энергетическую поездку, каждая из вагонеток будет нести на себе около 230 тонн груза в виде породы и цемента, спускаясь и поднимаясь под плавным углом от 6 до 9 градусов. После подъема на высоту 3000 футов (914 метров), они будут надежно крепиться к док-станции, где и будут дожидаться нужного момента.

В периоды низкого спроса, вагонетки смогут разгружаться на вершине склона и возвращаться начальную точку опустошенными, чтобы взять новый груз — таким образом можно будет наращивать генерирующие мощности.

Каждая вагонетка будет оснащена генератором в 2 мегаватта. Эта часть оборудования функционирует одновременно как мотор и генератор, в зависимости от направления движения, рассказывает госпожа Кава.



Средняя скорость развертывания мощности составляет от пяти до десяти секунд. Этот показатель сильно отстает от химических аккумуляторов, которые могут сообщать полную мощность моментально, но значительно превосходит показатели комбинированных электростанций на природном газе, которые наращивают всего около 8 процентов своей мощности в минуту.

Обычные угольные электростанции, к примеру, могут наращивать полную мощность в течение нескольких часов, что делает их плохо подходящими для уравновешивания непостоянной выработки из возобновляемых источников энергии.


Пилотный проект в предгорьях Калифорнии показывает, как гравитация может помочь сохранить избыточную электроэнергию

“Наши возможности превышают способности классических аккумуляторов, однако не доходят до уровня традиционной электрогенерации”, говорит Кава. “И хотя, компания, до сих пор находится в процессе строительства своего первого проекта, мы испытываем значительный интерес к этой технологии из других частей нашей страны, и даже от некоторых международных компаний”, добавила Кава.

Источник: aenergy.ru