Amint egy bányából kimerült az érc, már tényleg nincs haszna – csak egy elhagyott lyuk lesz a földben. Egy új tanulmány szerint azonban az ilyen bányák tengelyei energiatároló gravitációs akkumulátorokban szolgálhatnak.
Először is csak azt, hogy mi az a gravitációs akkumulátor?
Nos, dióhéjban, ez egy olyan rendszer, amelyben az elektromos áramot nagy terhelés felszabadításával állítják elő, lehetővé téve annak leesését. Ezt a villamos energiát akkor lehet használni, amikor az önkormányzati hálózatra nagy az igény. Máskor, ha van többlet energiát a hálózatban, a gravitációs akkumulátorrendszer ennek az energiának egy részét a terhelés visszahúzására használja fel, és hatékonyan tárolja az energiát későbbi felhasználásra.
A technológia egyik legelterjedtebb típusa az úgynevezett szivattyús tárolós vízerőmű. Ebben az elrendezésben a víz a magasból szabadul fel, és a turbinák felpörgetésével áramot termel, miközben lefelé folyik. Ha többletenergia áll rendelkezésre, a víz visszaszivattyúzódik a kiindulási pontra.
Tavaly az osztrák Nemzetközi Alkalmazott Rendszerelemzési Intézet (IIASA) tudósai javaslatot tettek a különböző típusú gravitációs akkumulátor. Az alapötlet az volt, hogy a sokemeletes épületekben lévő liftek regeneratív fékrendszert használnak az elektromos áram előállítására, miközben a súlyozott hasznos terheket a magasabb szintről az alacsonyabb szintre csökkentik. Az autonóm pótkocsis robotok szükség szerint be- és kihúzták a terheket a liftekbe.
Ezzel elérkeztünk a bányákon alapuló Underground Gravity Energy Storage (UGES) rendszerhez, amelyet a közelmúltban ugyanezek a kutatók javasoltak. Hasonlóan lifteket használna, de ezek a meglévő, használaton kívüli bányák aknáiban lennének, és homokkal teli konténereket emelnének és süllyesztenének.
Az akna mindkét oldalán egy sor villanymotor/generátor egység mozgatná az egyes felvonókat fel és le, lefelé menet regeneratív fékezéssel áramot termelve, majd visszafelé menet felhasználva az áram egy részét.
A maximális hatékonyság érdekében a felvonók homokterhelést vehetnek fel a felszínen, ezt a terhelést eltávolíthatják az akna alján, majd üresen térhetnek vissza a felszínre. Mondanom sem kell, hogy ebben a forgatókönyvben az akna alján lévő tárolóterület végül megtelik homokkal. Emiatt, ha túl sok volt az energia a hálózatban, a lifteknek vissza kell vinniük a homok egy részét a tetejére. A be- és kirakodáshoz elektromos szállítószalagok és billenőkocsik kombinációját használnák.
A tudósok becslése szerint az UGES globális energiatárolási potenciálja 7-70 TWh (terawattóra) lehet, és a legtöbb erőmű olyan országokban található, ahol már sok az elhagyott bánya, például Kínában, Indiában, Oroszországban és Az Egyesült Államok.
„Amikor egy bánya bezár, munkások ezreit bocsátja el […] Az UGES néhány üresedést hozna létre, mivel a bánya energiatárolási szolgáltatásokat nyújtana a működés leállítása után” – mondta Julian Hunt, az IIASA egyik tanulmányának vezető szerzője. „A bányák már rendelkeznek az alapvető infrastruktúrával és rá vannak kötve az elektromos hálózatra, ami jelentősen csökkenti a költségeket és megkönnyíti az UGES erőművek megvalósítását.”
A cikk nemrég jelent meg a folyóiratban energiák.
