Američtí vědci se zabývali tím, jak by se aquifer thermal energy storage (ATES) dalo využít k uskladnění větrné a solární energie. A zároveň uspokojit poptávku po energii na vytápění a chlazení během extrémně horkých nebo chladných období. Modelovali distribuovaný energetický systém pro čtvrť v Chicagu a zjistili, že ATES může snížit spotřebu ropných produktů. A to až o 40 % při mírně vyšších nákladech než jiné formy skladování.
Vědci z Národní laboratoře amerického ministerstva energetiky Lawrence Berkeley National Laboratory navrhli využití akumulace tepelné energie ve zvodnělých vrstvách (ATES). A to jako způsobu pro ukládání obnovitelných zdrojů a skladování přerušované větrné a solární energie pro sezónní skladování tepla.
,,Zjistili jsme, že s ATES lze uložit obrovské množství energie, a to po dlouhou dobu,“ řekl výzkumník ATD Perera. „Výsledkem je, že poptávku po energii na vytápění a chlazení během extrémně horkých nebo chladných období lze uspokojit bez dalšího zatížení sítě. Díky čemuž je městská energetická infrastruktura odolnější.“
Výzkumníci provedli simulaci se stochastickým optimalizačním modelem a navrhli distribuované multienergetické systémy (DMES), které využívají ATES jako dlouhodobé úložiště tepla. V navrhovaných konfiguracích systému se obnovitelná elektřina z větru a slunce používá k čerpání vody ze stávajících podzemních nádrží. A taky k ohřevu této vody na povrchu v létě nebo v době s vysokým přebytkem větrné energie. Poté lze stejnou vodu odčerpat zpět, aby se cyklus znovu spustil.
Ukládání obnovitelných zdrojů
,,Ve skutečnosti zůstává poměrně horká, protože Země je docela dobrý izolant,“ řekl výzkumník Peter Nico. „Takže když to v zimě, o měsíce později, vytáhnete, voda je mnohem teplejší než okolní vzduch a můžete ji použít k vytápění budov. Nebo naopak, můžete natáhnout vodu a nechat ji vychladnout a pak ji můžete položit zpět a uložit. A to dokud nebudete potřebovat chlazení v horkých letních měsících. Je to způsob, jak ukládat energii jako teplotu pod zemí.“
Akademici zvažovali náklady, úrovně integrace do sítě a spotřebu paliva. Poté navrhli případovou studii čtvrti v Chicagu s 58 dvoupodlažními rodinnými rezidencemi s typickými obytnými systémy vytápění a chlazení.
„Výsledky ukázaly, že přidání ATES do sítě by mohlo snížit spotřebu ropných produktů až o 40 %, i když by to stálo o 15 až 20 % více než stávající technologie skladování energie,“ vysvětlili vědci. ,,Na druhou stranu však technologie skladování energie výrazně snižují náklady. A po pouhých několika letech vývoje ATES bychom se mohli snadno vyrovnat.“
Tým prezentoval svá zjištění v článku „Zvýšení flexibility pro změnu klimatu pomocí sezónního skladování energie (akumulace tepelné energie ve vodních vrstvách) v distribuovaných energetických systémech“. Ta se nedávno publikovala v Applied Energy.
„ATES také učiní budoucí síť odolnější vůči výpadkům způsobeným vysokou spotřebou energie během vln veder. K nimž v dnešní době dochází poměrně často v mnoha oblastech USA s vysokým počtem obyvatel, včetně Chicaga,“ uzavřeli. ,,Protože chlazení řízené ATES využívá mnohem méně elektřiny než klimatizace, potřebuje pouze dostatek energie k přečerpávání vody.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol