Кріогенний спосіб накопичення енергії

             Найбільша в світі станція зберігання енергії в охолоджених до температур скраплення газах введена в дію неподалік від Манчестера, Великобританія.
             Легкість акумулювання "кріогенної" енергії дозволяє шляхом глибокого охолодження повітря зберігати енергію поновлюваних джерел, генеровану у час, коли потреба в ній далека від максимуму. Коли ж рідке повітря нагрівається і переходить в газовий стан, воно розширюється, створює тиск і може обертати турбіну, виробляючи електрику.
             Кріогенна станція поблизу Манчестера має потужність 5 МВт і може живити до 5000 домогосподарств приблизно 3 години.


             Компанія Highview Power Storage, що розробила цю схему, покладає великі надії на поширення цієї технології, котра має величезний потенціал з точки зору тривалого зберігання енергії відновлюваних ресурсів.
            Потреби в електриці змінюються залежно від часу доби, дня тижня та сезону. Національна електромережа зазвичай підготовлена компенсувати пікові потреби енергії шляхом підключення електростанцій, що працюють на холостому ходу (stand-by - в режимі очікування). Однак оперування з цими піками та спадами потреби енергії ставатиме дедалі складнішим у міру скорочення кількості вугільних електростанцій і розширення відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), таких як вітер та сонце, котрі нерегулярно генерують енергію. У 2015 р. частка ВДЕ склала майже 25 % від усієї електроенергії, виробленої у Сполученому Королівстві. Непостійність ВДЕ змушує дослідників вдосконалювати способи її накопичення та зберігання.
            Гідро-акумулюючі електростанції (ГАЕС) можуть тривалий час віддавати велику кількість накопиченої енергії. Літій-іонні акумулятори можуть реагувати на попит у електроенергії протягом мілісекунд, що задовольняє потреби як невеликих електронних пристроїв, так і електромобілів. Але через відсутність необхідної структури рельєфу земної поверхні використання ГАЕС доступне не скрізь. І поки ще не існує таких великих ємностей акумуляторних станцій, котрі б змогли забезпечити потреби міст, а тим більше мегаполісів.


            "Наша технологія трохи нагадує місцеву ГАЕС. Вона може працювати скрізь, де потрібно тривало зберігати велику кількість енергії, наприклад, від працюючого на морському шельфі вітропарка", - говорить Гарет Бретт з компанії Highview Power. "5 МВт потужність дещо замала для цієї технології, тому надалі ми розглядаємо як перспективні для будівництва установки потужністю 10 МВт і вище. Також існує проект кріогенної станції потужністю 200 МВт ємністю 1200 MВт х год, цього достатньо для автономного електропостачання вже цілого міста протягом 6 годин".
            Кріогенний накопичувач діє, використовуючи енергію відновлюваних джерел або міжпікову електроенергію мережі для охолодження повітря до мінус 190 °С, що переводить його в скраплений стан. Скраплене повітря зберігається в подібному до термоса теплоізольованому резервуарі. Щоб отримати накопичену енергію, скраплене повітря переноситься з резервуару в зовнішні атмосферні умови, що переводить його знов у газовий стан. При цьому має місце значне збільшення об'єму газу - приблизно в 700 разів. Робота розширення газу викликає обертання валу турбогенератора, реалізуючи тим самим звичайний процес генерації електроенергії (ось тут друга згори картинка на зеленому фоні).
            Демонстраційний накопичувач Highview Power розміщено недалеко від газогенераторної площадки сміттєзвалища Пілзворт (Pilsworth). Великі теплоізольовані резервуари встановлені через дорогу напроти низки газо-турбогенераторів. В тих установках спалюється отриманий від розкладу (піролізного?, авт.) сміття газ метан і виробляється електроенергія. Розсіяні рештки тепла теж збираються і використовуються для інтенсифікації кріогенного процесу.
            Доктор Sheridan Few, дослідник з Грантхемського (Grantham) інститута Імперського коледжа, що у Лондоні, так описує унікальність технології.
"Це одночасно і зберігання енергії, і вироблення енергії. Ви тут маєте можливість використовувати як розсіяне тепло, так і розсіяний холод. Оскільки запасається як електрична енергія, так і тепло, то кількість повернутої електроенергії в деяких умовах перевищує кількість електроенергії, вкладеної у скраплення повітря (це щось типу теплового насосу?, авт. )