Vědci v Norsku zkoumali technický potenciál implementace podmořské přečerpávací vodní nádrže v hloubce nepřesahující 2 000 m. Identifikovali také potenciální umístění těchto úložných systémů na základě hustoty energie.
Vědci z Kitty Kiellands Hus University v Norsku navrhli využít oceánský prostor pro zřízení přečerpávacích vodních stanic pro skladování v užitkovém měřítku v hlubokých vodách.
Nový koncept, nazvaný podmořské přečerpávací vodní úložiště (SPHS), spočívá ve využití oceánského hydrostatického tlaku k usměrnění proudu vody do pevné nádrže umístěné na mořském dně. Tato nádrž se zpočátku naplní vzduchem. A tlakový rozdíl mezi vnitřkem a vnějškem nádrže se používá k vytvoření průtoku vody do nádrže.
„Otevřením ventilů spojujících oceán začne do nádrže proudit voda. Čímž se stlačuje plyn,“ vysvětlili vědci. ,,K nabití systému pumpy odčerpají kapalinu v nádrži. Což způsobí expanzi plynu a snížení tlaku v nádrži, dokud nedosáhne počátečního tlaku.“
Po průchodu podmořských nádrží se voda vede čerpadly přes Peltonovu turbínu. Ta vyrábí elektrickou energii, kterou lze exportovat do sítě nebo na požadovanou zátěž.
Vodní elektrárna pro skladování užitkového vodního kamene v hlubokých vodách
„K provozu potřebují čerpadla elektrickou energii. Ta je dodávána z externího zdroje, jako jsou místní obnovitelné zdroje nebo síť,“ uvedla skupina s tím, že Peltonovy turbíny jsou pro navrhovaný koncept SPHS vhodnější, protože získávají energii z impuls pohybující se vody, na rozdíl od mrtvé váhy vody, jako je tradiční přestřelené vodní kolo. ,,Z tohoto hlediska je preferován nízký průtok, protože by trvalo déle, než by se nádrž naplnila nízkým průtokem ve srovnání s vysokým průtokem.“
Akademici použili bezrozměrnou analýzu a empirické metody k vyhodnocení potenciální energetické hustoty systému, stavu nabití (SOC) a účinnosti Peltonových turbín za různých provozních podmínek. Jejich analýza vyloučila hloubky vody přesahující 2 000 m kvůli vysokým nákladům a složitosti ultrahlubinných staveb. „O vhodnosti umístění systému SPHS rozhoduje kombinace faktorů, včetně, ale nejen, nabídky, poptávky, dostupné nebo plánované infrastruktury,“ vysvětlili také.
Analýza ukázala, že systém může potenciálně dosáhnout hustoty energie 2 600 Wh/m 3 pro zařízení v hloubce 1 000 m vody.
Nový koncept se představil ve studii „Využití oceánských hloubek pro energii: Teoretický rámec pro hodnocení proveditelnosti subsea Pumped Hydro Storage“. Ta se publikovala v Journal of Energy Storage.
„Výsledky odhalují globálně vhodná místa pro systém SPSH z hlediska hustoty energie a zdůrazňují nutnost dalšího výzkumu, který by důkladně vyhodnotil parametry specifické pro dané místo pro určení ekonomické proveditelnosti konceptu,“ uvedli výzkumníci. „Analýza účinnosti Peltonovy turbíny ukazuje, že lze dosáhnout vysokých teoretických účinností, zvláště když se stupeň plnění omezí na 90 %.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
