ذخیره‌سازی انرژی در بستر دریا؛ گام بعدی انقلاب سبز

به گزارش چشم‌اندازی به نقل از وبسایت نیواطلس، در تلاش برای کاهش استفاده از زمین‌های ارزشمند برای ساخت تأسیسات ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر، مؤسسه فرائونهوفر (Fraunhofer Institute) ایده‌ای جسورانه اما قابل تحقق را مطرح کرده است: انداختن گوی‌های بتنی ذخیره‌ساز انرژی به اعماق اقیانوس‌ها.

از سال ۲۰۱۱، پروژه‌ای به نام  StEnSea (مخفف Stored Energy in the Sea، به‌معنای «انرژی ذخیره‌شده در دریا») در حال بررسی امکان استفاده از فشار آب در اعماق دریاها برای ذخیره‌سازی کوتاه‌مدت تا میان‌مدت انرژی است. در این پروژه از گوی‌های توخالی بتنی غول‌پیکر استفاده می‌شود که در بستر دریا و صدها متر زیر سطح آب قرار می‌گیرند.

در این سامانه، یک گوی خالی نقش واحد ذخیره کاملاً شارژ شده را ایفا می‌کند. با باز کردن دریچه‌ی گوی، آب دریا وارد آن می‌شود و در حین ورود، توربین و ژنراتوری را به حرکت درمی‌آورد که برق تولید شده را به شبکه انتقال می‌دهد. برای شارژ مجدد گوی، با استفاده از انرژی برق شبکه، آب از گوی به بیرون پمپ می‌شود؛ این عمل در خلاف جهت فشار آب اطراف انجام می‌گیرد.هر گوی توخالی بتنی دارای قطر ۹ متری (۳۰ فوت) و ۴۰۰ تُن وزن است که برای عملکرد بهینه، در عمق ۶۰۰ تا ۸۰۰ متری (۱۹۷۰ تا ۲۶۲۵ فوتی) دریا به کف دریا متصل می‌شود.

فرائونهوفر پیش‌تر یک نمونه‌ی کوچک‌تر از این سامانه را در دریاچه کنستانس در نزدیکی رود راین در اروپا آزمایش کرده و اکنون قرار است تا پایان سال ۲۰۲۶، یک نمونه‌ی واقعی به ابعاد کامل (با چاپ سه‌بعدی) را در بستر دریا در نزدیکی لانگ بیچ، لس‌آنجلس نصب کند. انتظار می‌رود این نمونه بتواند ۵۰۰ کیلووات برق تولید کرده و ۰.۴ مگاوات‌ساعت ظرفیت ذخیره‌سازی داشته باشد، که برای تأمین برق یک خانه‌ی معمولی در آمریکا برای حدود دو هفته کافی است.

هدف بلندمدت‌تر، آزمایش امکان توسعه این فناوری برای پشتیبانی از گوی‌های بزرگ‌تری با قطر حدود ۳۰ متر (۱۰۰ فوت) است. پژوهشگران فرائونهوفر تخمین می‌زنند که پروژه StEnSea دارای ظرفیت بالقوه‌ی جهانی معادل ۸۱۷ هزار گیگاوات‌ساعت است، رقمی که برای تأمین برق سالانه حدود ۷۵ میلیون خانه در آلمان، فرانسه و بریتانیا به‌صورت یکجا کافی خواهد بود.

بر اساس برآوردهای مؤسسه، هزینه ذخیره‌سازی انرژی با استفاده از این فناوری حدود ۵.۱ سنت آمریکا (۴.۶ سنت یورو) به‌ازای هر کیلووات‌ساعت است. همچنین هزینه سرمایه‌گذاری برای هر کیلووات‌ساعت ظرفیت برابر ۱۷۷ دلار (۱۵۸ یورو) تخمین زده می‌شود که این ارقام بر مبنای یک پارک ذخیره‌سازی شامل شش گوی، با ظرفیت قدرت کلی ۳۰ مگاوات و ظرفیت ذخیره‌سازی ۱۲۰ مگاوات‌ساعت محاسبه شده‌اند.

به گفته فرائونهوفر، سیستم ذخیره‌سازی کروی StEnSea برای پایداری شبکه برق، تنظیم فرکانس و ذخیره عملیاتی (operating reserves) بسیار مناسب است. همچنین می‌تواند در آربیتراژ برق (خرید برق در زمان ارزان و فروش آن در زمان گران) مورد استفاده قرار گیرد، فرایندی که اپراتورهای شبکه، شرکت‌های توزیع برق و فعالان بازار برق به آن علاقه‌مندند.

در نهایت، StEnSea می‌تواند رقیبی برای نیروگاه‌های برق‌آبی تلمبه‌ای (pumped storage) باشد؛ با این مزیت آشکار که نیازی به اشغال زمین ندارد. همچنین نیروگاه‌های تلمبه‌ای تنها در مناطقی که دو مخزن در ارتفاعات متفاوت وجود دارند قابل اجرا هستند، در حالی که StEnSea امکان نصب در مکان‌های مختلف جهان را فراهم می‌سازد و ظرفیت ذخیره‌سازی عظیمی را ارائه می‌دهد.گرچه سامانه‌های تلمبه‌ای از نظر هزینه عملیاتی ارزان‌تر و در کل بازده اندکی بالاتر دارند، اما فناوری StEnSea می‌تواند مکمل یا حتی جایگزین مناسبی باشد، به‌ویژه در مناطقی که منابع زمینی محدود است.وزارت انرژی ایالات متحده نیز با سرمایه‌گذاری ۴ میلیون دلاری در این پروژه مشارکت کرده است و بی‌صبرانه منتظر نتایج آزمایش این فناوری در سواحل کالیفرنیاست.

لینک کوتاه شده : Energyhorizon.ir/n/a0c9b