Ideja izvira iz načina delovanja črpalnih hidroelektrarn, ki za shranjevanje energije uporabljajo gravitacijo in velik padec vode. Kadar je elektrike preveč, vodo prečrpavajo v višje ležeče jezero, ob pomanjkanju ta voda poganja turbine v nižje ležeči elektrarni. Na gravitacijo delujejo tudi vse običajne hidroelektrarne, vendar energije ne morejo skladiščiti.
Opisan sistem je neodvisen od topografije, geologije, sonca ali vetra. Zgraditi ga je mogoče skoraj povsod, običajno se nahaja v bližini sončnih ali vetrnih elektrarn, ali pa je povezan z omrežjem. Poleg tega ima izjemen izkoristek, do 80 %, ki je enak kot ga imajo hidroelektrarne.
Najprej so ga postavili Švicarji
Prvi so bili Švicarji
Podjetje Energy Vault je v Luganu v Švici postavilo prvi sistem za shranjevanje viškov energije. Centralni del je poseben žerjav z značilnim večkrakim dvigalnim sistemom. Ko cementni blok dvignejo v višino, pridobi potencialno energijo, ki jo lahko skladiščimo neomejeno dolgo ali pa takoj izkoristimo.
Kompozitne uteži z maso 35 ton so izdelane iz betonsko – polimernega ovoja, ki je odporen na vse vremenske vplive in ima neomejeno življenjsko dobo. Uteži so votle in jih polnijo z odpadnim materialom, zemljo, kamenjem, rudniško jalovino, pepelom ali zmletimi krili odsluženih vetrnic. Uporabijo snovi, za katere bi na odlagališčih morali plačati visoko ceno zaradi okoljske neprimernosti. Ko so dokončane je njihova specifična teža je vsaj dvakrat višja od vode. Enostavnost ideje dobesedno povozi tudi baterijske sisteme za shranjevanje elektrike, ki imajo omejeno življenjsko dobo in so izdelani iz dragocenih materialov. Učinkovitost je povprečno za do 70% višja kot jo imajo drugi shranjevalniki.
Položaj bremen med polnjenjem in praznjenjem švicarske variante
Šestkraki žerjav deluje avtomatsko
Ko se pojavi višek elektrike, žerjav samodejno prijema, dviguje in zlaga uteži. Je računalniško voden, ima strojni vid, zato uteži pozicionira samodejno. Če zaradi vetra pride do nihanja, oprema to zazna in uravnoteži v milisekundnem taktu, s sinhroniziranim gibanjem žerjava. Vsi motorji so frekvenčno vodeni in odvzamejo omrežju točno toliko viškov, kot jih je na razpolago. Pri tem se učinkovitost naprave med zlaganjem uteži približa skoraj 100 odstotkom. Naprava deluje skoraj neslišno in ni moteča za okolico in ne vpliva na rastlinski ali živalski svet.
Kitajska varianta
Isto podjetje po uspešni postavitvi v Švici postavlja mnogo večji sistem v Tianyingu. Tu so se odločili za postavitev mrežaste stavbe, ki ima v notranjosti nameščeno vso opremo, z utežmi vred. Pogonski elektromotorji in vitli so enaki, namesto jeklenih vrvi pa so uporabili ploščate kompozitne pasove, ki med delovanjem povzročajo zelo malo dodatnega trenja.
Shranjevalnik ima shranjevalno kapaciteto 100 MWh, odda pa lahko do 25 MWh naenkrat. Postavljen je med vetrno farmo in velikim stikališčem, načrtovan izkoristek pa bo po izračunih presegal 80 %. Za podoben sistem so se že odločili v provinci Hebei, kjer bodo mestu in podatkovnemu centru zagotavljali zeleno elektriko.
Kitajska varianta je tik pred dokončanjem
Znana in enostavna tehnika
Vitli, elektromotorji, reduktorji, jeklene vrvi ali ploščati polimerni jermeni so že dolgo znani in neštetokrat uporabljeni. Tehniki poznajo vse prednosti in pomanjkljivosti, zato presenečenj ni. Natančno lahko izberejo in določijo zmogljivost, potrebno vzdrževanje in energetski izplen, ki je odličen. Obnovljive energije, ki so na voljo, lahko prestrezamo in uporabljamo samo s pomočjo shranjevalnikov, zato so tako pomembni. Sistem z dviganjem uteži je izjemno enostaven in robusten, da se na koncu lahko vprašamo, kako da se ni tega lotil že kdo prej.
