Z soli, żelaza i wody. Megaakumulator na trudne czasy. Prosty w konstrukcji, tani i niezawodny

Firma ESS swoją działalność rozpoczęła w 2011 r. w garażu. Teraz jej wartość giełdowa oceniana jest na ok. 1 mld USD

Biznesowe media na świecie odnotowują wejście na giełdę amerykańskiej firmy ESS (SB Energy Inc.) produkującej akumulatory przepływowe. Ich idea i pierwsze konstrukcje były znane od 1980 r., kiedy wykorzystano je do zasilania pojazdów kosmicznych. Ich atutem było bezpieczeństwo, gdyż w przeciwieństwie do wszystkich innych baterii, akumulator ten nie ulega pożarom i innym tego rodzaju niebezpiecznym awariom.

Jego początkową wadą było wytwarzanie niewielkich ilości wodoru, który ograniczał jego dłuższą eksploatację. Firma ESS z Oregonu problem ten rozwiązała i stworzyła megaakumulator zdolny gromadzić nadmiar energii pochodzących ze źródeł odnawialnych, po to aby energie tę oddawać w czasie, kiedy zielona energetyka nie działa.

Przechowywanie energii w akumulatorze tym jest czasowo nieograniczone. Jego zaletą jest prostota budowy i tania konstrukcja nie wymagająca żadnych drogich oraz krytycznych surowców.

Wprowadzenie na rynek tych akumulatorów, ma być pozytywną odpowiedzią na aktualny kryzys energetyczny. Sukces firmy ESS jest, jakby powtórzeniem klasycznej legendy amerykańskich wynalazców. Oto firma ta swoją działalność rozpoczęła w 2011 r. w garażu. Teraz jej wartość giełdowa oceniana jest na ok. 1 mld USD.

Geniusz tkwi w prostocie
Technologia akumulatorów ESS to stos płyt węglowych zawierających słoną wodę z żelazem przepływającym przez każdą warstwę. Żelazo z roztworu słonej wody wytrąca się i przykleja po jednej stronie płytek. Kiedy zmienia się polaryzacja płytek, żelazo rozpuszcza się z powrotem w roztworze wodnym.

Generalnie bateria przepływowa to rodzaj magazynu, która do przechowywania energii wykorzystuje dwa roztwory elektrolitów zgromadzone w osobnych zbiornikach.

Podczas ładowania oraz rozładowywania roztwory te, wprawione są w ruch za pomocą pomp. Elektrolity przepływają przez wspólne ogniwo w którym, dzięki specjalnej membranie oddzielającej obie ciecze, zachodzą odpowiednie reakcje elektrochemiczne.

Rich Hossfeld, dyrektor generalny SB Energy, powiedział, że geniusz tej konstrukcji tkwi w jej prostocie. Akumulator jest zrobiony z soli żelaza i wody i jest bardzo tani w produkcji. Każdy inny akumulator składa się z czterech elementów: dwóch elektrod, między którymi przemieszczają się naładowane cząstki podczas ładowania i rozładowywania akumulatora i elektrolitu umożliwiającego płynny przepływ cząstek oraz separatora zapobiegającego zwarciu obu elektrod.

Ten akumulator ma odmienną konstrukcję. Jego pojemność energetyczna zależy od ilości elektrolitu, który przemieszczany jest przy pomocy pomp, zarówno wtedy, kiedy się ładuje, jaki rozładowuje. To sprawia, że baterie te są duże i mieszczą się w pojemniku (kontenerze). Zwiększenie pojemności magazynowej w celu pokrycia dłuższych przerw w elektrowni słonecznej lub wiatrowej nie wymaga zakupu całkowicie nowej baterii. Moc zależy od wielkości tej membrany, a ilość zmagazynowanej energii od pojemności zbiorników w których przechowywane są elektrolity.

Akumulator uniwersalny
Baterie przepływowe wymagają tylko dodatkowego elektrolitu, który w przypadku ESS może kosztować zaledwie 20 USD za kilowatogodzinę. Podstawowy moduł akumulatora przepływowego będący produktem tej firmy ma rozmiary kontenera transportowego, o wymiarach 12,8 m na długości i 2,5 m szerokości. Akumulator przechowuje energię przez cztery do 12 godzin, co jest przedziałem czasowym, który dobrze łączy się z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak energia słoneczna i wiatrowa.

Jeden kontenerowy pojemnik mieści 500 kilowatogodzin energii. To mniej więcej tyle energii, ile potrzeba do zasilenia 20 do 30 domów. Żywotność akumulatora przepływowego obliczona jest na 20 000 cykli ładowania i czas pracy na 20 – 25 lat.

Największa bateria świata
Niemiecka firma EWE Gasspeicher GmbH wraz z Friedrich Schiller University Jena, realizuje plan budowy czegoś, co można by nazwać największą baterią świata. Plan ten nosi nazwę „brine4power” i polega na wykorzystaniu ogromnych podziemnych kawern solnych, które wcześniej służyły jako magazyny gazu ziemnego.

Pomysł Niemców polega na wykorzystaniu dwóch z tych kawern solnych do stworzenia akumulatora przepływowego o mocy ponad 120 MW i pojemności 700 MWh. Każda z kawern ma pojemność około 100 tys. m sześciennych i ma być wypełniona cieczą magazynującą energię chemiczną. Tak stworzony magazyn energii ma zapewnić jej rezerwy dla stolicy Niemiec Berlina, aby wystarczył na godzinę funkcjonowania dla trzymilionowego miasta. Inwestycja ta ma być ukończona w 2023 r.