Modułowa konstrukcja tamy może przyspieszyć przyjęcie energii odnawialnej

Systemy elektroenergetyczne wykorzystują PSH do równoważenia obciążenia. Metoda ta wykorzystuje potencjalną energię grawitacji wody, która jest pompowana z niżej położonych zbiorników do zbiorników położonych wyżej, wykorzystując do zasilania pomp tanią nadwyżkę energii elektrycznej poza szczytem. W okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną zmagazynowana woda powraca do dolnego zbiornika, napędzając turbiny do produkcji energii elektrycznej. Choć straty spowodowane procesem pompowania powodują, że zużywa on więcej energii niż wytwarza, system tworzy wartość dostarczając więcej energii elektrycznej w okresach szczytowego zapotrzebowania, kiedy ceny energii elektrycznej są najwyższe, łagodząc wyzwania związane z ogromnymi dziennymi wahaniami energii Przerywany, zmienny i przerywany. Bezemisyjna energia odnawialna, taka jak energia słoneczna i wiatrowa.

„Energia wodna szczytowo-pompowa stanowi około 95 procent całego magazynowania energii w Stanach Zjednoczonych, a sprawność nowoczesnych elektrowni PSH w obie strony sięga 80 procent” – powiedział dr Gordon Whitmire, hydrolog na Wydziale Chemii i Inżynierii Chemicznej SWRI. „Jednak w ciągu ostatnich dwudziestu lat w Stanach Zjednoczonych zbudowano tylko jedną średniej wielkości elektromagnetyczną elektrownię słoneczną o mocy 40 MW. Trzy czynniki stoją na przeszkodzie szybkiemu rozmieszczeniu elektromagnetycznej energii słonecznej: koszt budowy, czas budowy i potencjalny wpływ na środowisko System m rozwiązuje wszystkie trzy problemy Presy.”

Czynniki kosztowe, które w dalszym ciągu odstraszają od nowych inwestycji w magazynowanie energii, obejmują duże koszty kapitałowe – do 5000 dolarów za kilowat zainstalowanej mocy – oraz brak jasnych sygnałów dotyczących cen magazynowania energii. Konstrukcja m-Presa™ może obniżyć koszty budowy aż do 1500 dolarów na kilowat mocy zainstalowanej, dzięki czemu PSH jest konkurencyjna w stosunku do innych długoterminowych sposobów magazynowania energii.

Czas potrzebny na budowę zbiorników jest również ważnym składnikiem kosztów. Lokalizacja, zaprojektowanie, zbudowanie i eksploatacja konwencjonalnej elektrowni PSH często zajmuje 10 lat, podczas gdy prywatni inwestorzy osiągają zwrot w wysokości 10 lat lub krócej w przypadku dotowanych farm fotowoltaicznych i wiatrowych. Skrócenie czasu między rozpoczęciem projektu a wygenerowaniem przychodów może uczynić PSH bardziej atrakcyjnym niż inne rozwiązania stosowane do zarządzania ogromnymi dziennymi wahaniami w produkcji energii słonecznej, takie jak niezrównoważone elektrownie szczytowe lub systemy magazynowania energii z akumulatorów o krótszej żywotności.

„Proponujemy zamknięte elektrownie szczytowo-pompowe, przechowujące wodę w górnych i dolnych zbiornikach, które są magazynowane przez tamy oporowe zbudowane z prefabrykowanych jednostek ze stali konstrukcyjnej” – powiedział Whitmire. „Te stalowe jednostki konstrukcyjne można przewozić na przyczepach z platformą o standardowych rozmiarach, co umożliwia szybką modułową budowę zapór oporowych o wysokości od 10 do 40 stóp, które mogą obejmować szeroki zakres powierzchni i objętości wody”.

Potencjalny wpływ budowy zbiornika na środowisko to kolejna istotna przeszkoda w stosowaniu PSH podczas piętrzenia naturalnej drogi wodnej. Potencjalny wpływ na środowisko związany z PSH w obiegu zamkniętym można zmniejszyć lub uniknąć, jeśli górne i dolne zbiorniki zostaną zbudowane poprzez budowę całkowicie zamkniętych tam, oddzielonych od naturalnych strumieni i rzek.

„System m-Presa wykorzystuje mocne, trwałe stalowe tamy przyporowe do tworzenia zbiorników wodnych, które mogą magazynować setki do tysięcy megawatogodzin energii w celu zapewnienia energii w okresach szczytowego zapotrzebowania oraz świadczenia usług pomocniczych w celu stabilizacji sieci”, Whitmire powiedział. „Jednostkę PSH można zbudować przy użyciu systemu m-Presa w czasie krótszym niż o połowę krótszym niż w przypadku konwencjonalnych jednostek PSH, w których do zatrzymywania wody wykorzystuje się tamy ziemne lub betonowe”.

System m-Presa będzie prezentowany na stoisku 313 podczas konferencji Clean Streams w Cincinnati w dniach 10–13 października.