Akumulátory zo sodíka a síry

Až na druhom mieste sa pri skladovaní energie umiestňujú akumulátory na chemickom princípe. Nie sú ale vôbec podobné tým, ktoré bežne používame do rôznych prenosných prístrojov. Väčšina takýchto akumulátorov totiž pracuje za oveľa vyšších teplôt. Ide hlavne o sodíkovo-sírové batérie a rôzne druhy batérií na báze tavných solí.

Prvú z nich, nazývanú podľa svojho zloženia skratkou NaZ, treba zahriať na 300 až 350 ° C. Majú ale mnoho dobrých vlastností – vysokú účinnosť nabíjania a vybíjania (až cez 90%), vysokú špecifickú energiu (150 Wh / kg) i životnosť. Vysoké teploty však značne komplikujú ich používanie. Navyše sú obe elektródy akumulátorov tvorené agresívnymi a nebezpečnými horľavinami.

Akumulácia energie: Pomôže ZEBRA?
Akumulátory s tavnou soľou potrebovali pôvodne teploty 400 až 700 ° C, teda ešte vyššie, než sodíkovo-sírové. Mali byť určené pre veľké solárne elektrárne a v rozumnejšie krajinách sa v nich už postupne presadzujú. Dlho sa mi ale vyhýbalo práve kvôli už spomínanej vysokej prevádzkovej teplote.

V polovici 80. rokov došlo v tejto oblasti k výraznému posunu vďaka juhoafrickej vývojovej spoločnosti Zeolite Battery Research Africa Project. Batérie na báze chloridu hlinitého označované ako ZEBRA potrebujú k činnosti teplotu “len” 270 až 350 ° C, čo výrazne znižuje hrozbu požiaru.

Špecifická energia akumulátora ZEBRA je 90 až 150 Wh / kg čím je porovnateľná s lítium-železo-polymérovými akumulátormi, avšak pri výrazne nižšej cene.

Elektromechanické batérie
Z inej strany na to šli stavitelia a výrobcovia elektromechanických batérií. Jedná sa v podstate o sústavy zotrvačníkov. Roztáča ich elektromotor, ktorý sa v prípade potreby mení v alternátor až na 16 000 rpm.

Na rozdiel od predchádzajúcich pokusov nemajú dnešné elektromechanické batérie žiadne pevné ložiská. Ich osi sú zavesené na magnetickom vankúši a celý gyroskop, ktorého hlavná časť je z kompozitu, rotuje vo vákuu vo vnútri tlakovej nádoby.

 

 

Problém so stlačeným vzduchom

Jeden z mála princípov, ktorými sa zaoberal aj český energetický gigant ČEZ, je ukladanie energie vo forme stlačeného vzduchu. Táto technológia je síce technicky pomerne nenáročná, ale len v tej najjednoduchšej a najmenej výhodné podobe.

Z fyziky vieme, že ak plyn stlačíme, zahreje sa. Ak ho ale necháme stlačený, teplo z neho vyprchá. A teplo je bohužiaľ tiež energia. Keď budeme chcieť stlačený vzduch znovu použiť ako zdroj energie, bude nám chýbať.

No máme niekoľko možností, čo s teplom urobiť. Buď ho necháme vyprchať a studený plyn ohrejeme inak – napr. horákmi so zemným plynom, alebo obalíme celú nádrž izoláciou, aby teplo nemohlo unikať, lenže tým si veľmi obmedzíme množstvo uskladnenej energie. Treťou možnosťou je oddelené skladovanie tepla a plynu.

Bohužiaľ zo všetkých troch možností je skutočne preskúmaná a použiteľná len tá prvá. Okrem toho nevynikajú tlakové akumulátorovne práve bezpečnosťou. Rozmerné tlakovej nádoby alebo utesnené jaskyne a bane predstavujú obrovské množstvo energie, ktorá má tendenciu sa uvoľniť naraz aj pri najmenšom poškodení. Budúce riešenie preto počítajú so skladovaním vzduchu v kesónoch na dnách jazier alebo morí.

Dusík a jeho úloha vo skladovania energie
Dusíkový pohon bol pôvodne navrhnutý pre alternatívne automobily, to ale nebráni jeho budúcemu využitie pre priemyselné skladovanie energie.

Funguje tak, že je pomocou Stirlingového motora pracujúceho v režime tepelného čerpadla skvapalnená hlavná látka obsiahnutá v bežnom vzduchu. Tento kvapalný dusík je uskladnený. Pri využití sa ohrieva od okolitého prostredia a expanduje.

Aj tu sa samozrejme veľká časť energie stráca, a preto bude dusík pre uskladnenie energie vo veľkom vhodný až vtedy, keď bude vyriešené oddelené skladovanie uvoľneného tepla.