Veľké, väčšie, Velkess

O preťažení rozvodných sietí v krajinách susediacim s Nemeckom v súvislosti s veľkými nárazovými dodávkami elektriny z tamojších veterných fariem sa už toho dosť popísalo. Vo všeobecnosti však energetici nemajú príliš v obľube ani solárne elektrárne. Dodávajú totiž energiu len cez deň a jej množstvo navyše kolíše v závislosti od počasia a ročného obdobia, takže nie je možné spoľahlivo plánovať dodávky. Zvládnutie špičiek okrem toho kladie nároky na posilňovanie rozvodných sietí a investície do riadiacich systémov. Aj preto sa ukladanie energie do zásobníkov ukazuje ako nevyhnutnosť.

Velkess1

Vízia fotovoltaického zdroja s uskladnením energie v kinetickom systéme.

Najbežnejším spôsobom v individuálnej výstavbe sú zálohovacie batérie, ktoré sa cez deň nabijú napr. z fotovoltaických panelov a večer uvoľňujú energiu pre pokrytie spotreby domácnosti. Vybudované inteligentné siete (smart grids) dokážu nadbytočnú energiu odčerpať v čase, keď je jej v sieti nedostatok a v zásobníkoch naopak nadbytok.

Batérie sú však drahé, ich životnosť je pomerne krátka a so záťažou pre životné prostredie to tiež nie je veľmi ružové. Okrem toho nie sú (pri súčasných technológiách) vhodné pre väčšie elektrárne. Aj preto sa uvažuje o rôznych systémoch skladovania energie – od prečerpávacích vodných elektrární, po elektrolýzu vody na vodík a kyslík, až po supravodivé magnety. Zaujímavou voľbou sú ale špeciálne kinetické systémy, schopné uskladniť pomerne veľké množstvo energie a v prípade potreby ju rýchlo uvoľniť.

Velkess2

Stolný demonštračný model systému Velkess

Zotrvačníky sa na ukladanie mechanickej energie používali v rôznych strojoch už dávno. Podnikateľ a vynálezca Bill Gray s podporou výskumného týmu pod vedením Johna Vancea, bývalého profesora na Texas A & M University (TAMU), vyvinul nový patentovaný systém zotrvačníka s názvom Velkess – skratka pre VEry Large Kinetic Energy Storage System, čiže veľmi veľký kinetický systém na skladovanie energie. Podľa Graya Velkess radikálne zlepšuje existujúce technológie zotrvačníkov a je výrazne lacnejší ako najúspornejšie technológie skladovania energie, ktoré sú dnes k dispozícii.

Kým väčšina existujúcich zotrvačníkov používa drahé materiály ako uhlíkové kompozity a technológie presného strojárstva, čo neprispieva k nízkym nákladom, Velkess je iný prípad. Grayov „mäkký“ rotor je vyrobený z „E-skla“, pracuje vo vákuu a magnetické ložiská eliminujú destabilizujúce sily, čím sa znižujú straty energie trením na asi 2 percentá denne.

Velkess3

Prototyp s výkonom 2 kW v ochrannom kryte.

E-sklo (electrical grade glass) sa používa pri výrobe vláknovej optiky. Nie je také silné ako uhlíkové vlákna, ale dokáže uložiť až 20 krát viac energie za dolár, keďže je lacnejšie. K dispozícii je však zatiaľ len prototyp zotrvačníka plávajúceho na magnetických ložiskách. Má výkon 2kW a je schopný absorbovať 0,5 kWh energie.

Gray teraz pracuje na konštrukcii väčšieho prototypu, ktorý by uložil 30x viac energie, teda 15 kWh. Na to je však potrebné nahradiť rotor zotrvačníka s hmotnosťou 25 libier (11,34 kg) iným, ktorý bude mať hmotnosť 750 libier (340,19 kg). Magnety pre ložiská, ktoré udržia vo vzduchu 340 kilogramový rotor sa ale už bežne nedajú kúpiť a je potrebné ich vyrobiť na zákazku.

Gray získal prostriedky z fondu Kickstarter pre ďalšiu fázu vývoja,  pozostávajúcej z výstavby magnetického ložiska a montáže motora. Ide údajne o poslednú časť skladačky pred dokončením plne funkčného prototypu. Následne chce autor vynálezu ponúkať demo jednotky pre potenciálnych kupcov.

Foto: Gizmag