Vahetult Toronto rannikust kahe miili kaugusel tõuseb järvepõhjast kuus massiivset silindrikujulist õhupalli, mis seisavad peaaegu sama kõrge kui kahekorruseline maja. Nende seinad sisaldavad suruõhku, millest võib saada elektrit.
Need õhupallid on osa uuenduslikust heitkogustevabast süsteemist ettevõtte Hydrostor taastuvenergia salvestamiseks.
Näete, tuuleenergia on imeline ja päikesepaneelid on suurepärased ning need tehnoloogiad muutuvad iga aastaga tõhusamaks. Üks taastuvenergia suurimaid väljakutseid on kodude toiteallikad tipptundidel, kui tuuled on surnud või pärast päikese loojumist, kui kogukonnad pöörduvad sageli diislikütuse poole.
"Ladustamine on tõesti võtmeelement, mis võimaldab meie elektrivõrgul taastuda, " ütleb Hydrostori tegevjuht Curtis VanWalleghem.
Hydrostor on üks paljudest ettevõtetest ja uurimisrühmadest, kes uurivad veealuse suruõhu energiasalvestust (UW-CAES), mis võiks olla sellele probleemile odav ja keskkonnasõbralik lahendus.
Hydrostori süsteemis laadib päikesest või tuulest tulenev liigne energia õhukompressori. Suruõhk jahutatakse enne, kui see torust alla laseb ja välja massiliste õhupallideni. Nagu õhupalli õhku õhku laskmine, täidab õhk õhupallid ookeanis, kuid kuna paljud jalad vett alla suruvad, surub sees olev õhk kokku. Mida sügavamad õhupallid, seda rohkem õhku nad mahutavad. Energia vabanemiseks saavad operaatorid avada kaldal asuva ventiili ja pealmine vesi sunnib õhku välja, mis keerutab turbiini energia tootmiseks.
"Lõppkokkuvõttes oleme me väga lahe veealune õhk, " ütles Hydrostori asutaja ja president Cameron Lewis projekti kohta avaldatud videos.
Kaldal asuvad Hydrostori rajatised sisaldavad õhukompressorite ja turbiinide süsteemi energia muundamiseks suruõhuks ja tagasi. (Hüdrostor) CAES pole just uus. See tehnoloogia on olnud kasutusel juba 19. sajandi lõpust, ehkki alles 1970. aastate lõpus avas Saksamaal Bremenis esimene energiasalvestusjaam, mille suruõhk oli maa all lukustatud vanadesse soolakoobastesse. Pärast seda on kogu maailmas olnud mitu CAES-projekti, kuid probleem taandub alati sinna, kuhu õhku lasta, kirjutab VanWalleghem. Terasemahutid on äärmiselt kallid ja praegused odavad alternatiivid - maa-alused koopad - pole kunagi seal, kus te neid vajate, ütleb ta. Hydrostori veealused õhupallid võiksid vähemalt energia salvestamise meetodi võimaldada ookeani või sügavate järvede läheduses asuvates kogukondades.
Istudes umbes 180 jalga vee all, on Hydrostori kuue katsepalli pikkus 29, 5 jalga pikk ja 16, 4 jalga lai. Need on valmistatud uretaaniga kaetud nailonist, mis on sama materjal, mida kasutatakse laevavrakkide vedamiseks järve- ja merepõhjast - kangast, mis talub suurel hulgal jõudu sügavast veealusest õhust.
Hydrostor pole ainus UW-CAES-i uuriv ettevõte. Thin Red Line Aerospace töötas iseseisvalt välja sarnase süsteemi ning 2011. ja 2012. aastal lasid nad Šotimaa Orkney saarte rannikult kolme kuu jooksul kasutusele mitu energiakotti. See esimene piloottest andis julgustavaid tulemusi, mille nad avaldasid koostöös Nottinghami ülikooli meeskonnaga uuringus.
"Väljakutse on samm võrguskaala poole, " ütleb Thin Red Line'i asutaja ja president Max de Jong. Või pigem mõeldes välja, kuidas salvestada piisavalt õhku, et toota märkimisväärne kogus energiat.
Hüdrosti õhupallid hoiavad üsna vähe energiat. Süsteemi koguvõimsust ettevõte ei avalda, kuid generaatorite võimsus on umbes üks megavatt. Ehkki Hydrostor plaanib süsteemi laiendada, vajavad nad kogukonna teostatava laadimise jaoks veel palju õhupalle.
Väikese perspektiivi saamiseks toodab avamere, 175 turbiiniga tuulepark London Array de Jongi sõnul umbes 4, 2 protsenti Suur-Londoni elektrienergiast. Piisava energia tarbimiseks, et kompenseerida ühepäevast väljundit, oleks teil vaja umbes 27 500 väiksemat õhupalli, mida kasutati õhukese punase joonega kosmosesüsteemi esmastel süsteemi katsetel, selgitab ta. See võrdub veidi enam kui 7700 Hydrostori kottidega.
“Kas te kujutate ette torustikku, torustikku… ja siis keskkonnamõju?” Imestab de Jong. "See on hullumeelsus."
VanWalleghemi sõnul on Hydrostori UW-CAESi osad kõik standardsed tükid, mida veavad tarnijad, sealhulgas General Electric. "Suuremate süsteemide ehitamise taga pole tehnoloogiat ega teadust, " ütleb ta. "Me lihtsalt ostame suurema mootori või kompressori."
De Jong väidab aga, et suuremate veealuste süsteemide ehitamine pole nii lihtne. „Me teame, et gaasiturbiinid on saadaval. Me teame, et torustik on olemas, "ütleb ta." Tundmatu osa on merealune isoleerimine ja see, kui sügavale peate selle siseruumides energia salvestamiseks kasutama. "
Õhukese punase joonega kosmosetehnika vaneminsener ja tegevjuht Maxim de Jong kontrollib UW-CAES-i energiakotti esmase testimissisalduse ajal (Keith Thomson / õhuke punane joon - kosmoselennundus) Veealuse süsteemi salvestatud ja võrku pumbatava energia maksimeerimiseks peavad insenerid nägema, kui suure õhupallid ja merealuse ballasti nad suudavad teha, ning ka selle, kui sügavale nad neid paigaldada suudavad.
"Pole ühtegi põhjust, miks see ei peaks töötama, kuid on palju põhjuseid, miks see poleks ökonoomne, " ütleb USA energeetikaministeeriumi energiasalvestusprogrammide juht Imre Gyuk. "Tõhususe küsimus on alati olemas."
Veesügavuse suurenemisel surub õhupallid alla palju rohkem vett, võimaldades sellel õhku palju rohkem suruda.
"Te vajate midagi tohutult tugevat. On peaaegu mõeldamatu, kui tugev see asi olema peab, " ütleb de Jong. Kosmoseelupaikades kasutatava materjali põhjal töötas Thin Red Line välja ja patenteeris "skaleeritava täispuhutava kanga arhitektuuri", mis mahutab veealuse suruõhu korral ilmatu 211 888 kuupjalga - peaaegu 60 korda rohkem kui Hydrostori umbes 2700 kuupjalga. õhupallid.
Tõhususe lahenduse teine osa läheb sügavamale, selgitab de Jong. Tema ettevõte on uurinud ideed siduda UW-CAES ujuvate tuulikutega välja sügavas ookeanis. See lahendus hoiab ühte-kahte mulgust nii suurtes veetasemetes sisalduva massilise ladustamispotentsiaali kui ka eeliste eest, mida tuuleturbiinid pakuvad paljude merelindude ja kaldal viibivate inimeste vaateväljast välja jäädes. Süvahoidla hoiab õhupallid ka tundlikest kaldakeskkondadest kaugel.
Suuremahuliste UW-CAES-ide reaalsuseks saamiseks on veel palju teha. Esiteks on keskkonnamõjud veel suures osas teadmata. "Müra võib olla tohutu asi, " ütleb Connecticuti ülikooli merebioloog Eric Schultz. "Kujutage ette, et sunnite hunniku gaasi läbi selle, mida ma kujutan ette, et see on üsna kitsas toru." Torude kaudu voolav tohutu õhuruumi hulk, eriti kõrgemad sagedused, võib häirida ookeani elanike käitumist. Nende õhupallide tegelikku mõju kalade populatsioonile ei ole veel kindlaks tehtud.
VanWalleghem väidab, et veealune õhupallide süsteem võiks tegelikult edendada mereelustikku, toimides võib-olla nagu kunstlik riff. Õhupallide ankrud on osaliselt kaetud kividega, mis on suuruse ja tüübiga, mis võiksid toetada kohalikku kalade kudemist.
Nagu kõigi merelaevade puhul, võib ka uudishimulik elustik olla probleem. "Seal on alati küpsisefilee hai, " ütleb Gyuk. See kassisuurune hai kinnitub pinnale, lõigates välja siledad ovaalsed augud.
Uue pilootprogrammi muutumisega ootab Hydrostor pikisilmi andmeid, mis aitaksid neil süsteemi hinnata. Arubale suurema süsteemi ehitamiseks on ettevõttel juba plaanis. Praegu on need väikesed saarekogukonnad, mille energiavajadus on suhteliselt madal ja mere ääres asuvad sügavad veed, tõenäoliselt selle tehnoloogia parimad sihtmärgid.
