Метод насосного аккумулирования энергииМетод насосного аккумулирования энергии применим также и в солнечных установках с электрическим выходом. Здесь на выходе преобразователя можно подключить электромеханическую систему двигатель- насос, которые в обратном режиме выполняют функции турбины и генератора соответственно. Несмотря на весьма высокую стоимость подобной системы, последняя вполне сопоставима с другими методами накопления электрической энергии. Наиболее целесообразно, конечно, непосредственное накопление энергии в электрохимических элементах, или аккумуляторах, в которых эта энергия затрачивается на разделение зарядов в химической системе, а при их воссоединении мы вновь ее получаем. Такие аккумуляторы имеют высокий к. п. д., но по своим размерам и стоимости они совершенно непригодны для накопления энергии в количествах, превышающих несколько кВт-Ч. Кроме того, твердость материала, из которого изготавливались эти аккумуляторы, оставляла желать лучшего. Напомним, что для измерения этого параметра используется твердомер Бриннеля, принцип действия которого заключается во вдавливании шарика из прочного сплава в заготовку и последующего измерения диаметра оставшегося отпечатка, на основании которого и делается вывод о твердости. Так, в Англии автомобильные аккумуляторные батареи емкостью около 0,5 кВт-ч стоят около 20 долл.Исследовался также метод накопления энергии, основанный на электролизе воды с образованием водорода и кислорода. Полученные газы можно собирать и хранить продолжительное время, запасенную в них энергию мы можем затем получить при их соединении, например в топливном элементе. В последнем случае восстанавливается до 60% энергии, затраченной при электролизе. Этот способ позволяет избежать потерь энергии в процессе ее хранения. Говоря о процессе разложения воды, мы отмечали, что для разделения одной молекулы воды на ее элементы с высвобождением одной молекулы водорода необходимо около 3 эВ энергии. Поскольку 1 кВт-ч соответствует 2,3-1025 эВ, то в идеальном случае такая электролитическая система должна производить около 7,5-102Л молекул водорода на 1 кВт-ч затраченной энергии. При обычной температуре это количество водорода занимает объем около 0,25 куб.м. Следовательно, хранить водород в количествах, соответствующих нескольким МВт-ч энергии, необходим в условиях высокого давления. При таком способе аккумулирования энергии важным фактором является стоимость компрессора и сосудов для хранения газа. Собирать кислород, полученный в процессе электролиза, вряд ли целесообразно, так как при необходимости его можно получить из воздуха. В других статьях на сайте уже рассматривалось устройство типа солнечного бассейна, в котором и получение и накопление энергии осуществляется с применением одной и той же жидкости. Такая система представляет интерес для крупномасштабного производства энергии, поскольку стоимость единицы получаемой таким путем энергии почти не зависит от размеров устройства. Но это устройство относится к разряду низкотемпературных систем, к. п. д. которых ограничен законами термодинамики. Рассмотренные в книге фотобиологические системы относятся к числу таких систем, в которых процессы преобразования и накопления энергии происходят одновременно. Высушенные водоросли можно долго хранить и сжигать по мере надобности. Для получения горючего газа, который допускает длительное хранение, все органическое вещество можно подвергнуть разложению с помощью бактерий. Однако не следует думать, что здесь не требуются материальные затраты- и для высушивания на солнце, и для бактериологической обработки вещества необходимы существенные капиталовложения. Наибольший интерес при исследовании фотобиологических систем представляет изучение возможностей краткосрочного хранения энергии, которые открываются в период роста растений. Уборку урожая водорослей можно производить непрерывно, в соответствии с ежедневным приростом их массы. Ежедневная скорость прироста высших растений, определяемая приростом массы их ствола, весьма незначительна. В этих случаях возникают кратковременные значительные расхождения между приростом запасов органического вещества и его потреблением, но долговременная устойчивость системы в целом при этом не нарушается. |
||
