El almacenamiento hidroeléctrico bombeado es una de las tecnologías de almacenamiento de cuadrícula más antiguas, así como una de las más desplegadas, también. La idea es básica: utiliza el exceso de energía para bombear una gran cantidad de agua en alto, luego agárrate con una turbina cuando quiera recuperar la energía más tarde.

Con el aumento en las implementaciones de energía renovable en todo el mundo, existe mucha tasa de interés en descubrir métodos para almacenar energía de estas fuentes a menudo intermitentes. La hidroeléctrica con bombeo estándar puede ayudar, sin embargo, solo hay tanta tierra adecuada para trabajar.

Sin embargo, puede haber una solución, así como se esconde profundamente debajo de las olas. Sí, estamos hablando de almacenamiento hidroeléctrico con bombeo bajo el agua!

Todo está abajo abajo

La mayoría de las ideas para el almacenamiento hidroeléctrico con bombeo submarino dependen de las bolas de hormigón como recipientes a presión, para su edificio básico, así como excelentes propiedades con la presión. Crédito: Fraunhofer Iee
La idea fundamental de un sistema de almacenamiento hidroeléctrico con bombeo submarino no es diferente de la de su primo a tierra. La diferencia es todo en los detalles de la forma exactamente de la energía eléctrica al bombear agua cuando ya estás bajo el mar.

El concepto general es tener un recipiente cerrado sentado en el fondo marino. Luego se utiliza la energía excedente para bombear agua de este recipiente, dejando el interior en un vacío cercano. Cuando se prefiere recuperar la energía del sistema, el agua se puede habilitar para volver a fluir hacia el recipiente bajo la presión producida por el agua de mar anterior. A medida que se llena el recipiente, la transmisión de agua gira una turbina, generando energía eléctrica en el mismo método exacto que un sistema hidroeléctrico bombeado estándar.

La utilidad de tal estilo puede no ser evidente al principio. Sin embargo, hay una serie de beneficios para tal sistema. Principal entre ellos es que tales sistemas pueden colocarse rápidamente con parques eólicos fuera de la costa, valorados por su generación de energía, sin embargo, con la producción esporádica. Correr bajo el agua también permite al sistema aprovechar la fantástica presión ejercida por el mar de arriba. Por cada 10 metros de profundidad, se eleva la presión por aproximadamente un entorno (1 bar), así como con un sistema creado para operar con buques en Near-aspirum cuando está completamente “cargado”, hay un gran diferencial para aprovechar. Algunos estilos que proponen operar a presiones en exceso de 75 bar. Se espera que la efectividad de tales sistemas se encuentre alrededor del 70-80%, alrededor de exactamente lo mismo que el almacenamiento hidroeléctrico con bombeo estándar.

La esfera de prueba de 3 metros del proyecto de Stensea.
El estilo subacuático también elimina el problema de la evaporación, que se basa en agua, así como por lo tanto, energía, desde reservorios hidroeléctricos con bombeo. La instalación también es fácilmente escalable. Cada depósito subacuático solo necesita una conexión eléctrica a la cuadrícula, así como nada más. Solo instalar muchos más reservorios bajo el agua con las instalaciones eléctricas adecuadas a escalar rápidamente la capacidad de dicha instalación.

Asimismo, existe la ventaja básica de que no hay ningún requisito para descubrir enormes montañas o valles en los que desarrollar reservorios, así como ningún peligro de esos reservorios que estallan, así como para destruir ciudades regionales en el área circundante. En su lugar, las áreas raras veces usadas de flores de mar están fácilmente disponibles, con extremadamente pocos avances de vivienda o servicios existentes allí para frustrar el proceso de aprobaciones de edificios.

Tempranos todavía

El gran esfuerzo significativo en esta área es la energía mantenida en el proyecto SEA, también entendida como Stensea para corta. La creación del Dr. Horst Schmidt-Böcking, así como la Dra. Gerhard Luther en 2011, el concepto fundamental causa una gran idea de bolas de 30 metros de diámetro en el fondo del océano. Estos serían totales con bombas integradas de turbina para vaciarlos de agua, mientras que también generar energía eléctrica a medida que fluye hacia atrás.

Una prueba de escala 1: 10 de la idea de escala completa se adelantó en 2016. Esto incluía la construcción de una esfera de hormigón de 3 M de diámetro, que serviría como el recipiente de almacenamiento principal. Se hundió a una profundidad de 100 metros en el lago de Constanza, Alemania, la embarcación se verificó extensamente durante cuatro semanas para averiguar la viabilidad del almacenamiento hidroeléctrico con bombeo submarino. La prueba fue exitosa en general, con el equipo de ingeniería capaz de operar la esfera, almacenar energía, así como la recuperándola más tarde.

Los resultados del estudio, integrados con otras investigaciones, sugirieron al equipo que el concepto era práctico a profundidades de alrededor de 700 metros. Las presiones a esta profundidad se encuentran en la compra de 70 bar, además de servir para ayudar al sistema producir grandes cantidades de energía, mientras que aún se alojan en una zona libre de riesgos relacionada con las preocupaciones de las resistencias materiales, así como la practicidad de la instalación. Se espera en esta profundidad, una sola bola puede almacenar un máximo de 20 MWh de electricidad, parado con una turbina capaz de generar 5 MW para un tiempo de descarga de cuatro horas.

Con varias bolas se unieron en una instalación fuera de la costa, almacenamiento estimado COSTS, así como la carrera, se reduciría tan bajos como unos pocos centavos por kWh, probablemente más asequibles que las soluciones aéreas comprimidas similares, con los costos de construcción que vienen en alrededor de $ 1,300 a $ 1,600 por kW de producción de energía. La viabilidad monetaria real de tal operación, sin embargo, depende del costo de la energía del arbitraje en el mercado; Un estudio de investigación sugiere que un sistema de 80 esferas gigantescas, que operan con una producción integrada de 400 MW, sería viable en variedades de 4 a 20 euros por kWh.

Otros esfuerzos también existen. Tanto el MIT, así como un inicio, entendido como subhidro, igualmente han explorado la idea, igualmente basados ​​en bolas huecas de hormigón en el fondo del océano. Los números que se muestran por estos equipos, relacionados con profundidades, eficiencias, así como las salidas de energía están dentro del estadio de béisbol de las citadas por Stensea, lo que sugiere que la ingeniería fundamental detrás de la idea es el sonido.

La idea del Petro del océano utiliza una vejiga emparejada con un barco de concreto enterrado en la compra para ejecutar un sistema cerrado. Crédito: Ocean Grazer
Mientras tanto, una puesta en marcha holandesa con el nombre de Ocean Grazer está revisando un giro en el concepto de Stensea. En lugar de esferas gigantescas, un tubo de hormigón enterrado en el fondo marino se debe utilizar como recipiente a presión. Además, en lugar de bombear agua del recipiente hacia el océano abierto, en su lugar, aumentará su agua en una vejiga sellada. Esto aún permite que el sistema se aproveche del diferencial de presión en el fondo marino, sin embargo niega los problemas prospectivos con una bomba que se hace suciedad por la flora marina, así como la fauna, ya que opera como un sistema sellado. Ocean Grazer ha girado al estilo que ha explorado otras tecnologías de energía renovable, como la generación de energía de las olas en el pasado. El negocio espera que un depósito de persona, con una capacidad de 20 millones de litros de agua, pueda almacenar hasta 10 MWh de energía.

El proyecto Ocean Grazer, que ganó un premio en CES 2022, tal vez es la mayor prensa para la hidráula bombeada submarina en este momento. A pesar de esto, así como los otros trabajos que se han burbujeado durante la última década, la innovación aún vive principalmente en papel, así como una instalación a gran escala, parece ser un método largo de distancia. En cualquier caso, los conceptos básicos están ahí, por lo que si el almacenamiento de energía terminó inesperadamente siendo mucho más importante, o que seamos sinceros, mucho más gratificante, ya se ha hecho gran parte de la ingeniería fundamental necesaria. ¡Implementar una instalación importante puede necesitar que las condiciones económicas ideales ocurran en solo unos pocos años!