Новые системы будут использовать подъем больших композитных блоков и перекачку воды для накопления потенциальной энергии для последующего производства электроэнергии.
Архитектурно-инжиниринговая фирма Skidmore, Owings & Merrill (SOM) и компания, занимающаяся технологиями хранения энергии Energy Vault, объявили о партнерстве для дальнейшей разработки гравитационных накопителей энергии.
Являясь ведущим разработчиком многочисленных сверхвысоких башен по всему миру, компания SOM считает естественным использование вертикально ориентированных решений для накопления энергии Energy Vault, в которых используются инверторы и турбины, приводимые в движение гидроэлектростанциями, а также рекуперация энергии за счет быстрого снижения веса. Избыточная потенциальная энергия определяется основным уравнением, согласно которому потенциальная энергия равна силе тяжести, умноженной на массу, умноженную на высоту.
Текущие демонстрационные проекты Energy Vault в Италии и Китае позволяют поднимать и удерживать на высоте 30-тонные грузы, которые при быстром опускании преобразуют потенциальную энергию в кинетическую. Гравитационные системы накопления энергии G-VAULT от Energy VAULT current используют возобновляемые источники энергии, включая ветер и солнечную энергию, для подъема тяжелых композитных блоков для накопления энергии. При опускании блоков турбины вырабатывают электроэнергию, которая может быть получена при необходимости.
Системы, разрабатываемые совместно с SOM, будут использовать тот же подход, но предусматривать быструю подачу воды для вращения турбин для более точного управления.
SOM станет эксклюзивным архитектором и инженером-конструктором следующего поколения стационарных каркасов и развертываемых конструкций для всех новых систем гравитационного накопления энергии Energy Vault (GESS). SOM будет работать над новым семейством GESS для Energy Vault, которые включают:
- EVu: Технология проектирования башенных надстроек, которая интегрирует GESS в пустотелые пространства высотных зданий высотой более 300 м и высотой до 1000 м. Эти сооружения на основе технологии GESS будут способны накапливать энергию на несколько ГВт-ч за счет гравитации, что обеспечит энергией не только само здание, но и соседние здания. Компании заявляют, что углеродная окупаемость такого типа сооружений может быть достигнута в течение трех-четырех лет.
- EVc: Крупномасштабные гидроаккумулирующие системы, которые будут интегрированы в высотные здания с использованием модульной системы на водной основе. В первую очередь это автономные системы GESS, но проекты EVc также могут быть интегрированы в высотные здания, которые составляют основу проекта EVu. СОМ говорит, что цилиндрическая форма была бы оптимальным решением для конструкции, чтобы лучше противостоять ветровым и сейсмическим воздействиям.
- EVy: Использует существующую технологию гравитационного накопления энергии Energy Vault на уже существующих естественных склонах и рельефе для хранения энергии с минимальным воздействием на окружающую среду и капитальными затратами за счет сокращения или устранения необходимости в более сложных искусственных сооружениях.
- EV0: Гидроаккумулирующая система накопления энергии без проблем, связанных с производством бетона, или дополнительных нарушений в существующих экосистемах. Эти модульные системы будут использовать тканевый резервуар (“водяное дерево”) для хранения воды в изготовленных модулях, которые могут быть развернуты с использованием проверенных конструкций насосных турбин и напорных элементов для существующих гидроузлов, таких как места расположения плотин гидроэлектростанций или аналогичных объектов.
«Партнерство, о котором мы договорились, заключается в том, что мы будем их архитекторами и инженерами для этих новых сооружений», — говорит Адам Семел, управляющий партнер SOM в Чикаго. Он добавляет, что SOM также готова сотрудничать с другими фирмами, которых она выявляет в тех частях мира, где у нее нет офиса по проектам хранения энергии, а также по строительным и инфраструктурным проектам.
Что касается гравитационных систем на основе композитных блоков, то Energy Vault заявляет, что планирует использовать только ветер и солнечную энергию для подъема блоков, и утверждает, что эффективность их перемещения в оба конца составит более 80%. Программное обеспечение Energy Vault будет контролировать, управлять и оптимизировать такие активы, как блоки, двигатели и шкивы, которые их поднимают.
Уильям Бейкер, партнер-консультант SOM и новатор в области строительной инженерии, говорит, что доступность возобновляемых источников энергии, особенно солнечной, а также ветровой, делает такие системы жизнеспособными в качестве накопителей энергии для электросети.
«У вас есть хранилище высоко в небе, и у вас есть еще одно хранилище внизу, на базе, и вы перемещаете грузы, когда светит солнце, и у вас больше солнечной энергии, чем вам нужно».
Бейкер говорит, что поставка энергии, когда она недоступна за счет солнечной или ветряной генерации, поможет заполнить пробелы во внепиковые периоды для работы генераторов и питания микросетей.
Бейкер отмечает, что многие конструкции Evu должны быть специализированными и предназначены исключительно для обеспечения энергией микросетей и других близлежащих зданий по мере необходимости. Но технология также может быть интегрирована в такие здания, как офисные или жилые башни.
Семел говорит, что SOM видит перспективы в разработке технологии Energy Vault.
«Я думаю, что они собираются продолжать совершенствовать технологию, чтобы она становилась все более и более эффективной. Обязательство… это позволит раскрыть потенциал гравитации, накопить энергию, возобновляемую энергию, в больших масштабах», — сказал он.
Он добавляет, что SOM рассматривает возможность использования этих систем в своих собственных проектах высотных зданий.
«Мы сейчас ведем некоторые из этих бесед, просто это должен быть правильный контекст, правильное место и правильный клиент. С некоторыми из них мы сейчас обсуждаем эти идеи», — сказал он.
