Bateria gravitațională care arată ca un zgârie-nori a trecut testul: 100 MWh stocați în blocuri de beton

O clădire de 148 de metri din China a demonstrat că energia electrică poate fi stocată folosind una dintre cele mai simple forțe din natură: gravitația. Proiectul Rudong, dezvoltat de compania elvețiană Energy Vault împreună cu partenerul chinez China Tianying, folosește mii de blocuri de beton care sunt ridicate atunci când energia trebuie stocată și coborâte atunci când electricitatea trebuie livrată în rețea.

Conceptul seamănă, într-un fel, cu principiul unei hidrocentrale prin pompaj. Diferența este că apa este înlocuită cu greutăți solide, iar diferența de nivel este creată într-o clădire construită special pentru acest scop. După trei ani de la primele informații despre proiect, sistemul a ajuns să fie testat, iar rezultatele sunt mai bune decât estimările inițiale ale inginerilor elvețieni.

Cum funcționează bateria gravitațională construită de Energy Vault

Ideea din spatele instalației este relativ simplă. Atunci când în rețea există energie disponibilă pentru stocare, electromotoarele ridică blocurile de beton. Energia electrică este transformată în energie potențială gravitațională, păstrată cât timp blocurile rămân suspendate la o înălțime mai mare.

Când energia trebuie recuperată, blocurile sunt lăsate să coboare. Mișcarea lor pune în funcțiune generatoarele electrice, iar energia este trimisă înapoi în rețea. Principiul este asemănător cu cel folosit de hidrocentralele prin pompaj, unde apa este urcată într-un rezervor superior și apoi lăsată să coboare pentru a produce din nou electricitate.

Clădirea din Rudong are 122 de metri pe 110 metri la sol și 148 de metri înălțime. În interior au fost construite 24 de culoare pe una dintre laturi și 66 de compartimente pe cealaltă, rezultând 1.584 de compartimente verticale. Fiecare dintre acestea are opt blocuri de beton, fiecare cântărind 25 de tone.

În total, instalația folosește 12.672 de blocuri, cu o greutate cumulată de aproximativ 315.800 de tone. Blocurile pot fi deplasate pe o diferență efectivă de nivel de aproximativ 120 de metri, echivalentă cu 27 de niveluri ale structurii.

100 MWh de energie pot fi furnizați în aproximativ patru ore

Energy Vault a instalat 48 de module operaționale și 96 de electromotoare pentru ridicarea și coborârea greutăților. Fiecare bloc poate coborî cu aproximativ 2 metri pe secundă, iar un singur bloc aflat în mișcare poate permite generatoarelor să producă până la 540 kW.

Vezi și:

China a pornit un parc eolian uriaș în largul mării. 33 de turbine gigant de 18 MW funcționează împreună

BYD își construiește propria flotă uriașă de nave pentru mașini: încă 10 vapoare pot transporta câte 9.200 de automobile

Dacă toate cele 48 de module operează simultan, puterea totală ajunge la aproximativ 26 MW. Pentru un ciclu complet, fiecare modul trebuie să proceseze succesiv 264 de blocuri, ceea ce permite instalației să livreze energia stocată pe parcursul a aproximativ patru ore.

Capacitatea proiectată este de 100 MWh. Asta înseamnă că instalația poate furniza aproximativ 25-26 MW timp de patru ore înainte ca energia stocată să fie epuizată.

Conceptul fusese estimat inițial la un randament de aproximativ 80%. Pentru comparație, hidrocentralele prin pompaj ating de regulă valori de aproximativ 77-81%, în timp ce sistemele de baterii utilizate pentru stocarea energiei în rețea pot ajunge la circa 87-91%, în funcție de configurație și de echipamentele incluse în calcul.

Testele au indicat un randament de până la 85%

După instalarea mecanismelor, a blocurilor de beton și a echipamentelor electrice, Energy Vault a trecut la testarea sistemului. Rezultatele obținute au indicat un randament cuprins între 83 și 85%, peste estimarea inițială de 80%.

Practic, pentru ca instalația să poată furniza înapoi în rețea 100 MWh, este nevoie de aproximativ 118 MWh de energie pentru încărcarea sistemului. Rezultatul este apropiat de cel al unor sisteme de stocare prin pompaj și, potrivit datelor prezentate pentru proiect, depășește estimarea făcută în etapa inițială de proiectare.

Unul dintre avantajele importante ale conceptului este legat de degradare. O baterie electrochimică pierde treptat din capacitate pe măsură ce trece prin cicluri de încărcare și descărcare. În cazul sistemului Energy Vault, blocurile de beton nu își pierd proprietățile energetice după fiecare ciclu. Energia potențială asociată unei anumite mase și unei anumite înălțimi rămâne aceeași.

Asta nu înseamnă că instalația nu necesită mentenanță. Motoarele, cablurile, scripeții, generatoarele și celelalte componente mecanice trebuie întreținute și eventual înlocuite. Însă partea care stochează efectiv energia este reprezentată de greutățile solide, nu de o substanță electrochimică ce se degradează în timp.

Construcția a costat peste 150 de milioane de euro

Succesul tehnic al proiectului vine însă cu un inconvenient important: costul construcției. Proiectul Rudong a fost mai scump și a durat mai mult decât se estimase inițial.

Una dintre probleme a apărut la fundație. Constructorul chinez a estimat inițial greșit rezistența solului, iar pentru stabilizarea unei structuri atât de grele au fost necesari piloni suplimentari. La aceasta s-au adăugat creșterile de preț ale materialelor și necesitatea unor finanțări locale suplimentare.

În final, costul proiectului a trecut de 150 de milioane de euro. Pentru o instalație de 100 MWh și aproximativ 25 MW, suma este foarte mare în comparație cu alternativele disponibile pe piața stocării energiei. Tocmai costurile ridicate au temperat planurile inițiale de extindere ale proiectului în China, unde fusese luată în calcul construirea mai multor instalații similare.

Pentru Energy Vault, Rudong reprezintă însă și prima experiență la această scară. Compania poate folosi datele obținute din construcție și exploatarea instalației pentru proiectele viitoare, inclusiv pentru estimarea mai precisă a costurilor și pentru adaptarea tehnologiei la alte locații.

Bateria gravitațională nu a devenit, prin acest prim proiect, o alternativă evident mai ieftină la bateriile electrochimice sau la hidrocentralele prin pompaj. Testele au arătat însă că principiul poate funcționa la scară mare și că randamentul real poate depăși estimarea inițială. Miza următoare este reducerea costurilor de construcție și demonstrarea faptului că aceeași idee poate fi replicată economic și în alte locații.

Ce reducere au pensionarii la transport în 2026. Câte călătorii pot face și ce se întâmplă cu taloanele nefolosite