Неколико километара од обале Торонта, низ шест масивних, цилиндричних балона подиже се са дна језера и стоји скоро висок као двоетажна кућа. Њихови зидови садрже компримовани ваздух који може постати електрична енергија.
Ови балони су део иновативне шеме без емисије емисија штетних гасова компаније Хидростор.
Видите, енергија ветра је дивна, а соларни панели врхунски, а ове технологије постају све ефикасније сваке године. Ипак, један од највећих изазова за обновљиву енергију је напајање домова током изванредног периода, када вјетрови умиру или након заласка сунца, када се заједнице често окрену спаљивању дизела.
„Складиштење је заиста кључни део који омогућава нашој електричној мрежи да се обнови“, каже извршни директор компаније Хидростор Цуртис ВанВаллегхем.
Хидростор је једна од неколико компанија и истраживачких група које истражују подводно складиштење енергије компримованог ваздуха (УВ-ЦАЕС), што би могао бити јефтин и еколошки прихватљив одговор на овај проблем.
У систему Хидростор-а, вишак енергије од сунца или ветра пуни ваздушни компресор. Компримовани ваздух се хлади пре него што пуца у цев и изађе на огромне балоне. Баш попут пухања балона на копну, ваздух испуњава балоне у океану, али због многих стопа воде која се гура према доле, ваздух се компримира. Што су дубљи балони, више ваздуха могу да задрже. Да би ослободили енергију, оператери могу отворити копнени вентил, а изнад воде вода избацује ваздух, који окреће турбину да би произвела снагу.
"Коначно, ми смо веома цоол подводни акумулатор", каже Цамерон Левис, оснивач и председник компаније Хидростор, у видеу објављеном о пројекту.
На обалним објектима Хидростор смештен је систем компресора и турбина за претварање енергије у компримовани ваздух и назад. (Хидростор) ЦАЕС није баш нов. Технологија постоји још од краја 19. века, мада је тек крајем 1970-их отворено прво постројење за складиштење енергије у Бремену, Немачка, са компримованим ваздухом под земљом, закључаним у старим сланим пећинама. Од тада је било више ЦАЕС пројеката широм света, али проблем се увек своди на то где ставите ваздух, каже ВанВаллегхем. Челични резервоари су изузетно скупи, а тренутне јефтине алтернативе - подземне пећине - никада нису тамо где вам требају, каже он. Подводни балони Хидростора могли би барем омогућити начин складиштења енергије у заједницама у близини океана или дубоких језера.
Седећи под око 180 стопа воде, Хидросторови шест балона су високи 29, 5 стопа, а широки 16, 4 метра. Направљени су од најлона обложеног уретаном, истог материјала који се користи за извлачење бродолома с језера и морских дна - тканина која може поднијети велику снагу из зрака дубоко под водом.
Хидростор није једина компанија која истражује УВ-ЦАЕС. Танка црвена линија Аероспаце самостално је развила сличан систем, па су током 2011. и 2012. године размештали неколико „врећа енергије“ крај обала шкотских острва Оркнеи током три месеца. Овај почетни пилот тест дао је охрабрујуће резултате, који су објавили у студији у сарадњи са тимом са Универзитета у Ноттингхаму.
„Изазов је корак ка опсегу мреже“, каже оснивач и председник компаније Тхин Ред Лине Мак де Јонг. Или боље речено, смишљање начина складиштења довољно ваздуха за производњу значајне количине енергије.
Хидростор балони задржавају прилично малу количину енергије. Компанија неће открити укупни капацитет система, али генератори су ограничени на отприлике један мегават. Иако Хидростор планира да појача систем, потребно им је још неколико балона да би заједнички напунили заједницу.
Да додам мало перспективе, лондонски Арраи, обална, вјетроелектрана од 175 турбина, производи око 4, 2 посто веће лондонске електричне енергије, наводи де Јонг. Да бисте испунили довољно снаге да надокнадите једнодневни застој у излазу, требаће вам око 27 500 мањих балона који се користе за почетне тестове система танке црвене линије Аероспаце, објашњава он. То је нешто више од 7.700 Хидростор-ових торби.
„Можете ли замислити водовод, цевоводе ... а затим и утицај на животну средину?“, Чуди се де Јонг. "То је лудило."
Према ВанВаллегхему, делови за Хидростор-ов УВ-ЦАЕС су стандардни производи које носе индустријски добављачи, укључујући Генерал Елецтриц. "Не постоји технологија или наука која стоји иза нас за изградњу већих система, само ми купујемо већи мотор или компресор."
Де Јонг, међутим, тврди да изградња већих подводних система није тако једноставна. „Знамо да су доступне гасне турбине. Знамо да је цевовод доступан, "каже он." Непознати део је подморско складиште и колико дубоко га морате [избацити] да бисте добили било какво значајно складиште енергије. "
Главни инжењер и генерални директор танке црвене линије Маким де Јонг прегледава УВ-ЦАЕС „врећицу енергије“ током почетне пробе инфлације (Кеитх Тхомсон / Тхин Ред Лине Аероспаце) Да би максимално искористили количину енергије коју подводни систем може да складишти и упумпава у мрежу, инжењери ће морати да виде колико могу да направе балоне и подморски баласт, као и колико ће их дубоко моћи инсталирати.
"Нема разлога зашто то не би функционисало, али постоји пуно разлога зашто то не би било економично", каже Имре Гиук, менаџер програма за складиштење енергије у америчком Министарству енергетике. „Питање ефикасности је увек ту.“
Како се дубина воде повећава, на балоне се ствара много више воде која омогућава притискање ваздуха.
"Потребно вам је нешто неизмерно снажно. Готово је несхватљиво колико та ствар мора бити", каже де Јонг. На основу материјала који се користи за свемирска станишта, Тхин Ред Лине је развио и патентирао „скалабилну архитектуру на надувавајуће тканине“ која подводно може да држи огромних 211.888 кубичних метара компримованог ваздуха - готово 60 пута више од отприлике 3.700 кубних стопа у сваком од Хидростор-ових балони.
Други део овог решења ефикасности иде дубље, објашњава де Јонг. Његова компанија је истраживала идеју спајања УВ-ЦАЕС-а с плутајућим ветрењачама у дубоком океану. Ово решење држи два-два ударца огромног потенцијала складиштења из великих водених дубина и предности ветротурбина које су изван пута многих морских птица и видокруга људи на обали. Дубоко складиште такође чува балоне далеко од осетљивог окружења у близини обале.
Потребно је још много тога да се уради да би велики УВ-ЦАЕС постали стварност. За прво, утицаји на животну средину су још увек непознати. "Бука би могла бити велика ствар", каже Ериц Сцхултз, морски биолог са Универзитета у Цоннецтицуту. "Замислите да форсирате гомилу бензина кроз шта бих замислио да је прилично уска цев." Звиждање огромних количина ваздуха које струји кроз цеви, посебно веће фреквенције, може пореметити понашање становника океана. Ипак, још увек није верификован стварни утицај ових балона на рибље популације.
ВанВаллегхем тврди да би подводни систем балона могао заправо подупријети морску биоту, можда дјелујући попут умјетног гребена. Сидра балона дијелом су прекривена камењем величина и врста које би могле подупријети локални мријест рибе.
То би могло рећи да, као и код свих морских пловила, и знатижељна биота може бити проблем. „Увек постоји морски пас са колачићима“, каже Гиук. Овај морски пас величине мачке причвршћује се на површине, изрезујући глатке овалне рупе.
С новим пилот-програмом који је у току, Хидростор с нестрпљењем очекује податке како би им помогао да процене систем. Компанија већ има планове у изради већег система на Аруби. За сада су ове мале острвске заједнице, са релативно малим потребама за енергијом и дубоким водама близу обале, вероватно најбоље мете у технологији.
