Stanou se horké kameny průlomovým typem akumulace energie?

Pod názvem Future Energy System (FES) se letos v Německu rozběhl průlomový project skladování energie zaměřený na přeměnu elektrické energie na teplo akumulované do kameniva (rockfill). V rámci projekt FES společnost Siemens Gamesa použije ve své továrně na výrobu hliníku v Hamburgu cca 1000 kameniva pro uskladnění 30 MWh elektřiny při teplotě 600 stupňů Celsia.Zvětšit obrázekStart na jaře 2019Po třech letech vývoji a výzkumu společnost Siemens Gamesa v současnosti převádí své získané poznatky do projektu v reálném měřítku. Společnost jej vyvíjí ve spolupráci s technickou univerzitou v Hamburku a společností Hamburg Energie. V prosinci 2017 společnost začala instalaci FES v Hamburku v městské části Altenwerder.Nový systém skladování energie v horkých kamenech využívá jednoduché, spolehlivé a dobře známé principy. Celé řešení lze demonstrovat na příkladu fénu na vlasy. Elektrická energie ohřívá proud vzduchu, který se potrubím vhání do skladovací jednotky. Ta se skládá z pevného izolačního obalu a vnitřku, který je vyplněný malými kamínky. Horký vzduch kamínky zahřívá na teplotu vyšší než 600 °C. Podmínkou je, že se při této teplotě kameny nesmějí začít tavit ani praskat. Netradiční akumulátor v rámci projekt FES bude obsahovat přibližně 1 000 tun kameniva. Součástí celého systému bude parní turbína, která bude dle potřeby opět akumulované teplo přeměňovat na elektrickou energii. Elektrický generátor o výkonu 1,5 MW bude schopen vyrábět elektřinu až 24 hodin. Celý systém bude takto schopen pokrýt spotřebu energie pro cca 1500 německých rodin a nebo poskytnout energie pro nabití 50 elektromobilů. Hlavním partnerem projektu je místní energetická společnost Hamburg Energie GmbH. Jak se ale dá takto uskladněná energie přeměnit zpátky na elektřinu? V době přebytečné výroby elektrické energie z větrných či solárních elektráren je elektrická energie přeměněna v teplo a uložena v izolačním kontejneru. V okamžiku zvýšené poptávky po elektřině začne parní turbína přeměňovat tepelnou energii zpět na elektrickou. Využívá se zde velmi spolehlivá a dlouhými léty prověřená technologie výroby elektřiny pomocí páry. Do skladovací jednotky se nyní začne vhánět naopak studený vzduch, který se zahřeje a získané teplo odevzdá v dalším stupni vodě v bojleru. Ta se změní na páru, která se pak pod tlakem vhání na turbínu. Turbína vyrábí známým procesem elektřinu, která se vrací zpět do sítě.Tento velmi jednoduchý systém skladování energie se pochopitelně nedá využívat dlouhodobě. Předpokládá se, že kameny dokážou udržet dodanou energii asi týden. V žádném případě ho nelze využívat sezónně, například k uchování energie vyprodukované na podzim při podzimních silných větrech a její spotřebovávání během celé zimy, která bývá z hlediska obnovitelných zdrojů nejslabší. V zimě totiž nejen nesvítí slunce, ale většinou ani nefouká. K vyrovnávání dvou-, třídenních výkyvů by mohl naopak posloužit výborně.Jedním z klíčových poznatků byl optimalizovaný tvar izolačního kontejneru. Konstrukce skladovacího kontejneru bude mít kulatý tvar a na obou koncích budou mít otvory klesající průměr. Oba otvory slouží jako přítokové a výtokové. Železobetonový kontejner bude obsahovat 800 metrů krychlových kameniva o hmotnosti 1 000 tun. Celý kontejner bude dále pokrývat tlustá vrstva tepelné izolace.Společnost Siemens Gamesa předpokládá, že výstavby nového akumulátoru FES potrvá jeden rok. Reálně se dá očekávat, že akumulátor bude zprovozněn na jaře 2019. Po letech testování a vývoje jsme konečně přistoupili k vybudování velkokapacitního akumulátoru na bázi kameniva jako první na světě. Jedná se o průlomový projekt, který může pro akumulaci energie ve velkém měřítku, říká šéf projektu Till Barmeier.