Gdzie gromadzić energię z fotowoltaiki?
Polityka dotacji i różnych preferencji (niestety - ostatnio dość mocno ograniczana) prowadzi do tego, że na dachach i w ogrodach wielu prywatnych domów pojawiły się czarne panele, przekształcające energię promieniowania słonecznego na prąd elektryczny. Takie same panele fotowoltaiczne (przyzwyczajamy się już do tego trudnego słowa!) odnajdujemy na dachach różnych firm, magazynów, hal fabrycznych. To bardzo dobrze. W interesie nas wszystkich jest to, by jak najwięcej energii pozyskiwać z tak zwanych źródeł odnawialnych: słońce, wiatr, woda...
Problem polega jednak na tym, że przyroda dostarcza nam energii nie wtedy, gdy jej najbardziej potrzebujemy. Wiatrakami nie będę się tu zajmował, chociaż one także działają wtedy, jak wieje, a nie wtedy, jak potrzebujemy prądu. Ale najbardziej dobitnym przykładem niedopasowania są ogniwa słoneczne. Działają świetnie, gdy mocno świeci słońce. Jednak wtedy nie włączamy w domach oświetlenia, rzadko potrzebujemy elektrycznych grzejników, nawet telewizję oglądamy w ograniczonym stopniu. Natomiast przychodzi wieczór, zapalamy lampy, włączamy telewizor, grzejemy przysmaki w mikrofalówce - a nasze ogniwa słoneczne energii nie dają...
W coraz większym stopniu potrzebujemy więc - w skali kraju, a nie w skali pojedynczego domu - dużych magazynów energii, które by ją gromadziły, gdy jest w nadmiarze, i dostarczały, gdy jest potrzebna. Temat ten poruszałem już w moich felietonach. W dniu 19 sierpnia 2020 roku opisałem tak zwane elektrownie szczytowo-pompowe, które magazynują nadmiar energii, pompując wodę do wysoko położonego jeziora. Gdy energia ma być odzyskana - wodę z jeziora spuszcza się do dolnego zbiornika przez turbiny, jak w elektrowni wodnej, a wyprodukowany prąd zasila sieć energetyczną.
Rozwiązanie to jest bardzo efektywne, ale niewiele jest miejsc, gdzie na szczycie góry można zbudować sztuczne jezioro. W następnym felietonie, opublikowanym 26 sierpnia 2020 roku, opisałem koncepcję odwrotną. Otóż Niemcy, mający wiele bardzo głębokich nieczynnych kopalni, w których w sposób naturalny gromadzi się woda, wymyślili, że można tę wodę odpompować na powierzchnię, tam zgromadzić w zbiorniku w pobliżu szybu, a gdy potrzebny jest „zastrzyk” energii - wodę spuszcza się z powrotem do kopalni poprzez turbiny produkujące prąd.
Szwajcarzy wymyślili sposób magazynowania energii, który może być zastosowany w dowolnym miejscu i który nie wymaga coraz bardziej deficytowej wody. Firma Energy Vault zaproponowała rozwiązanie bazujące na dźwigu (120 m wysokości), który w warunkach występowania nadmiaru energii podnosi z ziemi specjalnie wykonane ciężkie (35 ton!) bloki betonowe i ustawiając je (precyzyjnie!) jeden na drugim - tworzy wokół siebie wysoką (ponad 100 m!) wieżę.
Gdy energia jest potrzebna - dźwig zdejmuje po kolei betonowe bloki ze szczytu wieży i opuszczając je na ziemię, odzyskuje zgromadzoną w nich energię, ponieważ te same maszyny elektryczne, które wciągając bloki na górę, pracowały jako silniki, teraz pracują jako prądnice. Oczywiście przy tym wszystkim potrzebne jest bardzo precyzyjne sterowanie, żeby wieża się nie przewróciła i żeby na ziemi bloki były ułożone w sposób zajmujący jak najmniej miejsca - ale rozwiązanie to ma tę zaletę, że taki dźwig może być postawiony w dowolnym pustym miejscu, a beton jest ponad dwukrotnie cięższy od wody, więc pozwala gromadzić więcej energii w tej samej objętości.
Opisana metoda gromadzenia energii ma charakter eksperymentalny, więc nie są jeszcze znane jej wszystkie zalety, ale także możliwe wady. Niemniej warto śledzić dalsze losy tego wynalazku, bo może się on okazać cennym uzupełnieniem coraz bardziej popularnej fotowoltaiki.