Problém zelené elektřiny: Vědci na celém světě řeší, jak skladovat přebytky

Kvůli nevyzpytatelné výrobě energie ve větrných a solárních elektrárnách se „čistá“ elektřina z obnovitelných zdrojů stále neobejde bez té „špinavé“ z uhlí nebo jádra. Tisíce mozků ze všech koutů světa si lámou hlavou nad tím, jak nadměrnou produkci elektřiny z větru a slunce skladovat, abychom mohli energii čerpat i během bezvětrných nebo deštivých dní. Řešení hledají i v podzemních jeskyních.

Problém zelené elektřiny: Vědci na celém světě řeší, jak skladovat přebytky
Problém zelené elektřiny: Vědci na celém světě řeší, jak skladovat přebytky

Přečerpávací vodní elektrárny nemůžeme využít všude

Čistou elektřinu na horší časy lze úspěšně skladovat ve vodních přečerpávacích elektrárnách. Soustava se skládá ze dvou vodních nádrží, horní a dolní. Když máme elektřiny dostatek, například v noci, voda se přečerpává z dolní nádrže do horní, aby v době energetické špičky mohla stéci dolů a cestou roztočit turbínu, která přemění pohybovou energii na elektrickou. Je to rychlé, levné a ekologické. Navíc tak snadno můžeme vykrývat denní výkyvy ve spotřebě.

Háček spočívá v tom, že přečerpávací vodní elektrárny zaberou obrovskou plochu a pro jejich stavbu musíme najít vhodný terén, třeba horské masívy a kopce. V rovinatých nížinách a v hustě obydlených oblastech nemá smysl přečerpávací vodní elektrárny stavět. U nás najdeme tři, elektrárnu Dlouhé stráně v Jeseníkách s výkonem 650 MW, elektrárnu Dalešice poblíž Dukovan (výkon 480 MW) a Štěchovice (výkon 45 MW) na Vltavské kaskádě. Bohužel v České republice jsou zřejmě již vyčerpány možnosti, kde velké přečerpávací elektrárny s výkonem nad 10 MW vybudovat.

CAES technologie

(Compressed air energy storage), tedy technologie, která využívá k akumulaci energie stlačeného vzduchu v podzemních prostorách. V češtině se používá také termín tlakovzdušné akumulační elektrárny.

Naděje ukrytá v podzemních jeskyních a stlačeném vzduchu

Že jste nikdy neslyšeli o tlakovzdušných akumulačních elektrárnách? Není, čemu se divit, protože na světě zatím stojí pouze dvě, poblíž německých Brém a v Alabamě ve Spojených státech. Navíc jsou ukryty pod zemí. Fungují na podobném principu jako přečerpávací vodní elektrárny. Vodu ale nahradil stlačený vzduch, který se prohání ve velkých podzemních prostorách (opuštěné důlní tunely nebo jeskyně). Během období s malou poptávkou po elektřině, skladujeme vzduch stlačený kompresorem v podzemní jeskyni, která funguje jako zásobník energie. Když poptávka po elektřině stoupá, vzduch se vypustí do spalovací komory, kde se ohřeje, aby roztočil spalovací turbínu, která vyrobí elektrickou energii.

Možné řešení pro stabilizaci výkonu větrných elektráren?

Elektřinu potřebnou ke stlačení vzduchu by mohla nahradit energie získaná přímo z větrných turbín, kdyby byla obě zařízení propojená. Během prudkých vichrů by si tedy elektrárna dělala zásoby stlačeného vzduchu, aby mohla vyrábět elektřinu i v čase bezvětří. Jestli bude tento nápad fungovat, se dozvíme až v roce 2015, kdy bude do provozu uveden Iowa Stored Energy Park (ISEP), který kombinuje větrnou elektrárnu s podzemním uložištěm stlačeného vzduchu.