В связи с быстрым снижением затрат на производство возобновляемой энергии, такой как энергия ветра и солнца, растет потребность в технологиях накопления энергии, чтобы обеспечить надлежащий баланс спроса и предложения электроэнергии. Исследователи Международного института прикладного системного анализа (IIASA) разработали новую концепцию накопления энергии, которая может превратить высокие здания в аккумуляторы для улучшения качества электроэнергии в городских условиях.

В последние несколько лет мировые мощности по выработке электроэнергии с помощью солнечных батарей, ветряных турбин и других технологий, основанных на возобновляемых источниках энергии, неуклонно растут, и ожидается, что к 2026 году глобальные мощности по производству электроэнергии из возобновляемых источников вырастут еще более чем на 60% по сравнению с уровнем 2020 года. эквивалентна текущей общей глобальной энергетической мощности на ископаемом топливе и ядерной энергии вместе взятых. По данным Международного энергетического агентства, фактически на возобновляемые источники энергии будет приходиться почти 95% прироста мировых энергетических мощностей до 2026 года, причем только солнечные фотоэлектрические системы обеспечат более половины. Однако переход к обществу с низким или нулевым выбросом углерода требует инновационных решений и иного способа хранения и потребления энергии, чем традиционные энергетические системы.

В своем исследовании, опубликованном в журнале Energy , исследователи IIASA предлагают новое решение для хранения энергии на основе гравитации, которое использует лифты и пустые квартиры в высотных зданиях для хранения энергии. Эта оригинальная идея, которую авторы называют технологией накопления энергии лифта (LEST), сохраняет энергию за счет подъема контейнеров с мокрым песком или других материалов высокой плотности, которые дистанционно транспортируются в лифт и из него с помощью автономных прицепных устройств. LEST — интересный вариант, потому что лифты уже установлены в высотных зданиях, а это означает, что нет необходимости в дополнительных инвестициях или занимаемой площади, а вместо этого используется то, что уже есть, по-другому, чтобы создать дополнительную ценность для энергосистемы и владелец здания.

«Меня всегда интересовали темы, связанные с потенциальной энергией, другими словами, выработка энергии с изменением высоты, например гидроэнергетика, гидроаккумулирование, плавучесть и хранение гравитационной энергии. В последнее время значительное внимание уделяется и концепции накопления гравитационной энергии. в научном сообществе и стартапах. Концепция LEST пришла ко мне после того, как я провел значительное количество времени, поднимаясь и спускаясь в лифте после того, как недавно переехал в квартиру на 14-м этаже», — объясняет ведущий автор Джулиан Хант, научный сотрудник Исследовательской группы устойчивых сервисных систем IIASA.

По мнению авторов, основной проблемой при создании жизнеспособного решения для хранения гравитационной энергии является стоимость мощности. Наиболее важным преимуществом LEST является то, что мощность уже установлена ​​в лифтах с системами рекуперативного торможения. В мире работает более 18 миллионов лифтов, и многие из них проводят значительное количество времени без движения. Идея состоит в том, что когда лифты не используются для перевозки людей, их можно использовать для хранения или выработки электроэнергии.

Как и в любой новой системе, есть еще несколько деталей, которые необходимо уточнить, прежде чем систему можно будет развернуть. Это включает в себя поиск места для хранения весовсистема опирается на верхнюю часть здания, когда система полностью заряжена, и на нижнюю часть здания, когда система разряжена. Пустые квартиры или коридоры могли бы быть жизнеспособными вариантами в этом отношении. Еще одним соображением является несущая способность перекрытий существующих зданий, в которых установлена ​​система; то есть общая масса в килограммах на квадратный метр, которую потолок может выдержать без обрушения. Однако возможность хранить энергию там, где она больше всего потребляется, например, в городах, принесет большую пользу энергосистеме, а LEST может предоставлять доступные и децентрализованные вспомогательные услуги, которые, в свою очередь, могут улучшить качество электроэнергии в городских условиях.

«Экологически безопасные и гибкие технологии хранения, такие как LEST, будут становиться все более и более ценными для общества в будущем, когда большая часть его электроэнергии будет поступать из возобновляемых источников энергии. В данном случае это многоэтажные здания, чтобы совместно использовать свои распределенные ресурсы хранения, такие как LEST, с центральной сетью. Координированное использование таких распределенных ресурсов снижает потребность в инвестициях в крупномасштабные центральные системы хранения», — заключает соавтор исследования Бехнам Закери. , научный сотрудник Группы исследований по комплексной оценке и изменению климата IIASA.