Mérföldkő a szélenergia tárolásában

Jelentősen kitágíthatja a szélenergia felhasználásának lehetőségeit az amerikai General Electric és a német RWE ADELE nevű kezdeményezése, amelyben nagy mennyiségű energia hatékony, biztonságos tárolására készülnek. Az új módszer révén az áramellátás akkor is folyamatos marad, amikor a rákapcsolt szélturbinák nem termelnek energiát. Mindezt a cég által közös, 2013-ra megépülő bemutató üzeme már szemléltetni is fogja. Tárolókapacitása elérné az egymilliárd wattórát (GWh) a GE tájékoztatása szerint.

A létesítmény a villamos energiát sűrített levegő formájában fogja tárolni, s 200 megawatt energia előállítására lesz képes. Szükség esetén rövid idő alatt annyi tartalékáramot termelhet, amellyel öt órán keresztül negyven modern szélturbinát tudna kiváltani. A Német Szövetségi Gazdasági Minisztérium támogatásával megvalósuló projektbe a résztvevők együtt mintegy 10 millió eurót fektetnek be.

Az ADELE koncepció lényege, hogy azokban az időszakokban, amikor az áramellátás meghaladja az igényeket, a levegőt összesűrítik, a keletkező hőt átmenetileg egy hőenergia-tárolóban tárolják, a levegőt pedig földalatti üregekbe sajtolják. Amint megnő a villamos energia iránti igény, a hőt visszavezetik és a sűrített levegő segítségével egy turbinán keresztül áramot fejlesztenek. A sűrítési folyamatban igen fontos szerepe van a levegő hőmérsékletének, hiszen akár 600 °C fölé is emelkedhet, ami magas követelményeket támaszt a kompresszortechnológiával szemben. Annak érdekében, hogy megelőzzék a hő veszteséget, a hőt már a levegő tárolása előtt kivonják a sűrített levegőből, és a hőenergia-tárolóba vezetik. Amikor az áramtermelés szükségessé válik, a hőenergia-tároló ismét felmelegíti a sűrített levegőt, mielőtt az meghajtaná a turbinát. A rendszer ebben az esetben az adiabatikus (hőátadás nélküli változás) módszert használja fel, melyben a sűrített levegő hője nem vész el, hanem benne marad a folyamatban és így áramtermelésre használható.

Ez a módszer elsősorban jóval nagyobb hatékonysága miatt különbözik a jelenlegi sűrített levegős tárolóktól. Ezen túlmenően a sűrített levegőt nem földgázzal kell felmelegíteni, így elkerülhető a széndioxid-kibocsátás. A GE a legmodernebb kompresszorok és légturbinák biztosításával támogatja a projektet, amelyek a sűrített levegős energiatároló berendezések magas fokú megbízhatóságáért és kiváló teljesítményért felelnek. A kezdeményezésben ugyancsak résztvevő Züblin, valamint DLR vállalat a magas hőmérsékletű hőenergia-tárolók megtervezésével járultak hozzá az ADELE projekthez.

A sűrített levegős tárolók számára a sótelepek jelentik a legmegfelelőbb helyszínt, ahol földalatti üregek építhetők ki a nagy mennyiségű sűrített levegő tárolására. A megfelelő só telep kiválasztásánál kiemelt szempont, hogy azok szélturbinák közelében helyezkedjenek el. A helyszín kiválasztásához a földalatti tárolók tervezésében, üzembe helyezésében és működtetésében az RWE csoport leányvállalataként működő Erdgasspeicher Kalle GmbH nyújt szakértő segítséget a projekthez.

Hasonlóan látványos, igaz kis teljesítményű, de már kapható szélenergia hasznosítási módszerrel álltak el a Kínai Tudományos Akadémia által támogatott kutatók és gyártók is. A találmány lelke egy olyan szélkerék, amelynek a lelke a neodymium mágnes (NdFeB). A levitációs elven működő eszköz már 2,5 m/sec sebességnél elindul és 10-11 m/sec szélsebesség-tartományban már maximális teljesítményre képes!

A hagyományos, ma általánosan telepített szélkerekeknek, szélturbináknak, csapágyazott forgórésszel viszont legalább 3,6 m/sec szélsebességre van szüksége, hogy elinduljanak. Emiatt viszont nagy (30 m feletti) oszlopmagasságot és jól kimért szélcsatornákat igényelnek. Telepítésük drága, csak az ország bizonyos területein alkalmazhatóak és ilyen szélsebesség-elvárás mellett hálózati megbízhatóságuk alacsony.

A hagyományos rendszereknél 80 százalékkal hatékonyabb, kínai modellek telepítése bárhol lehetséges, hiszen a minimális szélerő már akár 8 méteres oszloppal is biztosítható. Tartósságát a gyártó 20 évre szavatolja. Igaz, az ajánlott teljesítmény egyelőre kicsi, csak 3 kilowatt, mert a telepítés elve alapvetően más, mint a hagyományos óriás rendszereké. A folyamatosan forgó és akkumulátorra termelő szélkerék a nap 16-24 órájában működve egy átlagos lakás, hétvégi ház szükségletét képes biztosítani. A szélkerék körülbelül 1 millió forintból telepíthető, de az évente elméletileg előállítható 8760 KW-ból már alig 3 év alatt megtérül. A levitációs szélkerék importjára egy magyar vállalkozás kizárólagosságot kapott kínai partnerétől és évente több ezer szélkerék telepítését tervezi.  A programban oktatás, karbantartás és alkatrészbázis létesítése is szerepel, hogy az ország egész területét lefedjék.

Nem új ötlet a lebegés

A tudományos világ már a 90-es évektől kísérletezett a levitációs (lebegő), súrlódásmentes tengelymegoldásokkal, melyek két irányban történtek. A gerjesztett mágnesesség eredménye a mágnesvasút (MAGLEV) megszületése Németországban és hatalmas karrierje Kínában, míg az úgynevezett permanens (állandó) mágnesek a ritka földfémeknek köszönhetik kiváló tulajdonságaikat. Ennek termelésében Kína világelső és ma már csak feldolgozott formában engedélyezi az exportot.