Гравитационные накопители энергии

[22sobaki.livejournal.com]

В Tehachapi (Калифорния) есть странная железная дорога: когда дует ветер, вагончик въезжает в гору, а когда стихает - скатывается вниз.


Технология ARES служит для аккумулирования энергии от источников периодического действия - солнечных и ветряных электростанций.


Когда выработка энергии высока, а потребление мало (ветер дует, солнце светит), вагоны с помощью электродвигателей заезжают в гору - накапливают потенциальную энергию. Если выработка энергии падает, а потребление растет (вечер - ветер стих, солнце скрылось), вагоны скатываются, двигатели при этом работают в режиме генератора и отдают электроэнергию в сеть.


Обычно для этих целей используют воду (см. ГАЭС), но в условиях Калифорнии это не очень удобно из-за дефицита воды.


Пишут, что эффективность системы составляет 86%. И добавляют, что у системы
- более низкая стоимость жизненного цикла, чем батарей;
- более быстрая реакция, чем у ГАЭС; да и вода не требуется, что актуально для засушливых районов.

Описанная пилотная горка построена рядом с парком ветрогенераторов.
Экспериментальная тележка (5670 кг, колея 381 мм):






В планах у компании постройка по соседству в Неваде системы с объемом запасаемой энергии 12,5 мегаватт-часов.


Планируется, что это будет однопутная дорога длиной 8 км с уклоном 6,6%. Потребуется 17 сцепок, каждая из которых включает 2 локомотива массой по 220 тонн и 2 вагона с бетонными блоками массой по 150 тонн.

http://www.aresnorthamerica.com/

По наводке spiritschaser

Comments

[22sobaki.livejournal.com]

Много - понятие относительное) Вот эта опытная тележка в 5670 кг на пути в 270 м и уклоном 6,6% накопит 0,275 киловатт-часа. Пару раз чайник вскипятить.
Тут масштаб нужен.

[lx-photos.livejournal.com]

Им, конечно, виднее.
Но для меня экономическая целесообразность под вопросом. Слишком сложное устройство для таких малых объёмов энергии.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Наоборот, устройство очень простое и дешёвое, собирается чуть ли не из говна и палок. Единственный недостаток - занимает много места. Но если в свободном месте недостатка нет, то почему-бы и нет?
С другой стороны, возникает законный вопрос - а нельзя ли решить вопрос более эффективным способом?

[lx-photos.livejournal.com]

Мощные электродвигатели и преобразователи - это не очень-то простые в производстве устройства.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Аккумуляторы, способные запасать такую-же мощность дешевле??
Или вы знаете другой способ, где не нужны ни генераторы\электродвигатели, ни преобразователи (помимо самой, весьма сложной, системы накопления энергии)? Здесь речь идёт только о том, что вагонетка тянущая любой бросовый груз на горку, куда дешевле, чем например, пара огромных сверхпрочных резервуаров для хранения количества воды достаточной массы (вода имеет в разы меньшую плотность чем, например, бетон) + система каналов для слива и трубопроводов с насосами для подъема этой воды.
Использовать естественный уклон ни стоит ни копейки, а вот построить некую достаточно прочную башню, на которую можно затаскивать груз - обойдётся вам в кругленькую сумму.

[lx-photos.livejournal.com]

Если располагаемая мощность большая, то водохранилище на холме зарулит все эти вагонетки одной левой.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Вы себе хорошо представляете разницу в стоимости между - уложить пару рельс, и - вырыть на холме котлован, построить по всему периметру плотину и ещё дно забетонировать чтобы вода не ушла через грунт?? ...Причём, где-то под холмом надо оборудовать ещё один такой же котлован и соединить их водостоком.
А сколько будет стоить система насосов, способная заполнить такое водохранилище?

[lx-photos.livejournal.com]

А сколько будет стОить наваять электромоторов, способных поднять тысячетонный состав на сотню метров?
Пути укладываются тоже на подготовленную поверхность. Значит - тоже земляные работы.
В общем, я не специалист. Но простота данной системы, применённой в сколько-нибудь разумном масштабе, кажется мне преуменьшенной.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Во-первых, не поднять, а - закатить по пологому склону, по рельсам (где трение минимально, в отличие от сопротивления движению потока воды в трубе). Во-вторых, никто не собирался сразу тянуть весь состав. Пара электровозиков не спеша за день перетащит вагоны по одному.

А земляные работы и подготовка основы нужна в любом случае. Причём, для резервуаров на тысячу тонн - эта основа должна быть куда серьёзнее, чем если эту нагрузку поделить на 150 частей и расчитывать таскать вагоны по одному.
Под желоб по которому вода будет стекать в нижний резервуар, тоже нужен фундамент. Причём - хороший. Если чуть-чуть просядет путь под вагоном - ничего не случится. А вот если под бетонным желобом произойдёт сдвиг хотя-бы на миллиметр - желоб лопнет.

[sjtonic.livejournal.com]

В Калифорнии в последние годы большие проблемы с водой и совершенно не ясно когда эти проблемы разрешаться

[koldoblin.livejournal.com]

инвестировать пара тысяч долларов "говна и палок", чтобы получить батарейку, запасающую энергию на 2 копейки.

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Вы считали?

[kuznecvr.livejournal.com]

т.е. чтобы привести эту тележку на верх (5, 6 тонны-270метров-6,6градусов)нужно всего 0, 275 киловатт-час, что-то я сомневаюсь

[22sobaki.livejournal.com]

Посчитайте.

[alaft.livejournal.com]

у меня 0,487 получилось:

270*sin(6,6) =31.
31*5760*9,81=1751674
делим на 3,6 млн - получаем 0,487

т.е. раз 8-10 двухкиловаттный чайник вскипятить можно (у меня он 3-4 минуты закипает))

но главное, конечно, сам факт отбора мощности при пиковых нагрузках. Проще защитить сеть от перегрузки по напряжению

[22sobaki.livejournal.com]

Не, тут не градусы, тут проценты (уклон).


Т.е. высота подъема 270*0,066=17,8 м.

Дальше. Вы, скорее всего, как все нормальные люди, кипятите неполный чайник. Я беру для расчета 2 литра. Чтобы подогреть их от 20 до 100 градусов нужно
2*4,19*(100-20)=670 кДж
Время нагрева 2-киловаттным чайником
670/2= 335 с или 0,093 часа

0,275 квт*ч/ 0,093 час/ 2 кВт = почти 1,5 чайника
Если вспомнить КПД=0,86, то 1,3 чайника

>Проще защитить сеть от перегрузки по напряжению
Что значит защитить? Вырубить? Это решает проблему защиты сетей, но не устроит ни потребителя, ни продавца энергии.

[alaft.livejournal.com]

Вот как раз когда есть куда накапливать или сбрасывать излишки энергии, ни отрубать ни ограничивать выработку (что еще сложнее) не приходится

[22sobaki.livejournal.com]

И в общем, свет не сошелся клином только на ветряках и солнечных батареях. Система применима и к ГЭС, и к АЭС.