Människor har använt rörligt vatten för att skapa energi i tusentals år. Idag är pumpad hydro den vanligaste formen av nätförbunden energilagring i världen.
Denna teknik ligger i strålkastaren eftersom det parar så bra med sol och vind förnybar energi. Under dagen, när solpaneler och vindkraftparker kan generera sin högsta energinivå behöver människor inte riktigt mycket ström. Om inte den lagras någonstans förloras energin.
Pumpad hydro kan billigt och enkelt lagra överflödig energi, släppa den igen på natten när efterfrågan stiger.
Så här fungerar allt:
Hur det fungerar
Så enkelt som möjligt innebär det att pumpa vatten till en behållare på toppen av en kulle när energi är i rikligt utbud och sedan låta det strömma tillbaka ner genom en turbina för att generera el när efterfrågan ökar.
Liksom alla lagringssystem får du mindre energi ut än du sätter in - i det här fallet, allmänt runt 80% av den ursprungliga ingången - för att du förlorar energi till friktion i rören och turbinen såväl som i generatorn. Som jämförelse finns litiumjonbatterier runt 90-95% effektiv, medan vätgasenergilagring är mindre än 50% effektiv
Fördelen är att vi kan lagra mycket energi på toppen av kullen och hålla den där i en behållare tills vi behöver energi tillbaka igen. Då kan den släppas genom rören (det här kallas "penstock") för att generera el. Det innebär att pumpad hydro kan skapa mycket mer el när efterfrågan är hög (till exempel under en värmebölja).
Nackdelen med pumpad hydro är att du behöver ha två reservoarer separerade med en signifikant höjdsskillnad (mer än 200m krävs vanligtvis, mer än 300m är idealisk). Så det fungerar inte där du inte har kullar. Forskningen har dock identifierats 22,000 potentiella webbplatser i Australien.
Pumpat vatten är traditionellt kopplat till relativt oflexibla kol- eller kärnkraftverk, med underutnyttjad el när efterfrågan är låg (helger och natt), och ger sedan ytterligare generation när efterfrågan ökar under dagen och till kvällen.
Med den snabba ökningen av utnyttjandet av vind och sol blir pumpat vatten återigen intressant. Detta beror på att vind- och solanläggningens produktion är utsatt för variationen i vädret. Till exempel producerar solkraftverk mest el i mitten av dagen, medan efterfrågan på el ofta är högst på kvällen. Vinden kan dö ner i timmar eller till och med dagar, så plötsligt blåser en gale. Pumpat vatten kan spela en nyckelroll för att utjämna denna variabilitet.
Om el som produceras av vind- och solkraftverk är större än efterfrågan, måste energin begränsas (och går förlorad), såvida vi inte har ett sätt att lagra det. Med hjälp av denna överskottsmakt för att pumpa upp vattnet, innebär solenergi eller vindkraft inte bortkastad och vattnet kan hållas i reservoarer tills efterfrågan stiger på kvällen.
Det finns många olika typer av energilagringsteknologier, var och en med sina egna fördelar och nackdelar. För storskaliga nätverksanslutna system där många timmars lagringsutrymme krävs är pumpad hydro den mest ekonomiskt lönsamma alternativ.
Om författaren
Roger Dargaville, universitetslektor, Monash University
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
