Čo sú to gravitačné batérie a ako fungujú?

Zhrnutie: Gravitačné batérie ukladajú energiu pomocou gravitácie. Často sa používajú na ukladanie energie z obnoviteľných zdrojov, ako je slnko a vietor. Napríklad gravitačná batéria môže využívať solárnu energiu na čerpanie vody do kopca za slnečného dňa a potom, v zamračenom dni, nechať vodu tiecť dole kopcom (pomocou gravitácie) a vyrábať z nej energiu hydroelektricky.

Najväčším problémom obnoviteľnej energie je, že keď zmizne slnečné svetlo alebo vietor, zmizne aj energia. Na uskladnenie prebytočnej energie na tieto časy potrebujete batérie, ale nie všetky „batérie“ musia byť chemické: stačí použiť gravitáciu!

Prekliatie hojnosti

Predpokladajme, že nedržíte krok s pokrokom v riešeniach obnoviteľnej energie, ako je solárna energia. V takom prípade si možno myslíte, že hlavnou výzvou je získať dostatok energie zo slnka a vetra, no často je to naopak.

Keď váš obnoviteľný zdroj energie generuje viac energie, ako potrebujete, musíte ju buď použiť, alebo ju stratiť. To je dôvod, prečo solárne domáce inštalácie napojené na sieť môžu napájať energiu späť do siete a dokonca za to môžete dostať zaplatené!

Inštalácie solárnych domov mimo siete využívajú batériové polia na ukladanie prebytočnej energie, aby sa dala použiť v noci alebo keď je zamračené. Pre toto použitie sú obľúbené špeciálne olovené batérie s hlbokým cyklom, ale riešenia na báze lítia, ako napríklad Tesla Power wall, sa v súčasnosti stávajú lepším riešením.

Či už ide o olovenú kyselinu alebo lítium, tieto batérie uchovávajú energiu pomocou elektrochemického procesu, ale čo keby ste mohli uchovávať a uvoľňovať energiu bez potreby elektrolytu?

Gravitačné batérie majú potenciál (energia)

Tu prichádza myšlienka gravitačnej batérie. Gravitácia je sila, ktorá nás drží pevne na zemi. To je dôvod, prečo „čo ide hore, musí ísť dole“. Prekonanie gravitácie si vyžaduje obrovské množstvo energie. Na vypustenie relatívne malej vesmírnej lode s niekoľkými astronautmi na palube na obežnú dráhu potrebujete chemickú raketu veľkosti budovy.

Keď zdvihnete predmet na stôl, kalórie, ktoré spálite, aby ste ho zdvihli, sa premenia na potenciálnu energiu, ktorá je teraz uložená v predmete. Ak vaša mačka zhodí predmet zo stola neskôr, táto potenciálna energia sa uvoľní, keď predmet spadne späť na zem.

Gravitačná batéria premieňa túto potenciálnu energiu na elektrickú energiu, ale existuje mnoho rôznych spôsobov, ako premeniť potenciálnu energiu na elektrickú energiu.

Rôzne typy gravitačných batérií

Najbežnejší príklad gravitačnej batérie je dnes tiež široko používaný. Elektrárenské spoločnosti čerpajú vodu do vyvýšených nádrží na uskladnenie energie. Neskôr, keď chcú získať prístup k tejto energii, voda sa uvoľní a preteká do inej nádrže, ktorá preteká cez hydroelektrickú turbínu, kým sa tam dostane. Tieto systémy turbín s vodným čerpadlom fungujú dobre, ale je len toľko miest, kde ich môžete postaviť, nehovoriac o tom, že sa v skutočnosti nezmenšujú užitočným spôsobom.

Existujú spoločnosti, ako napríklad Gravitricity, ktoré vyrábajú veľké gravitačné batérie, ktoré je možné umiestniť kdekoľvek, na rozdiel od riešení so zásobníkmi vody. Ich demonštračná súprava používa dve 25-tonové závažia v 15-metrovej (49,21 stôp) plošine na dodávanie energie 250 kW. Spoločnosť tvrdí, že jej technológia môže dosahovať výkon až 20 MW a že jej systémy majú 50-ročnú životnosť.

Výhodou týchto systémov je, že môžete produkovať veľa energie v krátkom čase alebo malé množstvá počas dlhého obdobia. Je to tiež skvelý spôsob, ako zabezpečiť napájanie, ak vaše obnoviteľné zdroje majú prechodný pokles, pretože dosiahnutie plného výkonu trvá menej ako jednu sekundu. A čo je najdôležitejšie, z dlhodobého hľadiska to vychádza lacnejšie ako inštalácie lítiových batérií, ktoré poskytujú podobný výkon, takže upútali pozornosť výrobcov obnoviteľnej energie!

V malom meradle existujú produkty ako (teraz už neexistujúce) Gravity Light, kde zdvíhanie závažia poskytuje asi 20 minút svetla a eliminuje potrebu nebezpečného petrolejového osvetlenia.

Gravitačné batérie sú pravdepodobne kľúčovou súčasťou praktickej a udržateľnej siete obnoviteľnej energie vďaka svojej jednoduchosti a potenciálnej životnosti.