Người ta đã sử dụng nước di chuyển để tạo ra năng lượng trong hàng ngàn năm. Ngày nay, bơm thủy lực là hình thức lưu trữ năng lượng kết nối lưới phổ biến nhất trên thế giới.
Công nghệ này đang được chú ý vì nó kết hợp rất tốt với năng lượng tái tạo năng lượng mặt trời và gió. Vào ban ngày, khi các tấm pin mặt trời và các trang trại gió có thể tạo ra mức năng lượng cao nhất, mọi người không thực sự cần nhiều điện. Trừ khi nó được lưu trữ ở đâu đó năng lượng bị mất.
Bơm thủy lực có thể rẻ và dễ dàng lưu trữ năng lượng dư thừa, giải phóng lại vào ban đêm khi nhu cầu tăng.
Đây là cách tất cả hoạt động:
Cách thức thực hiện
Nói một cách đơn giản nhất có thể, nó liên quan đến việc bơm nước đến một hồ chứa trên đỉnh đồi khi năng lượng được cung cấp dồi dào, sau đó cho nó chảy ngược qua tuabin để tạo ra điện khi nhu cầu tăng.
Giống như tất cả các hệ thống lưu trữ, bạn nhận được ít năng lượng hơn ra hơn bạn đặt in - trong trường hợp này, nói chung là xung quanh 80% của đầu vào ban đầu - bởi vì bạn mất năng lượng để ma sát trong đường ống và tuabin cũng như trong máy phát điện. Để so sánh, pin lithium ion có xung quanh 90-95% hiệu quả, trong khi lưu trữ năng lượng hydro ít hơn 50% hiệu quả
Lợi ích là chúng ta có thể lưu trữ rất nhiều năng lượng trên đỉnh đồi và giữ nó ở đó trong một hồ chứa cho đến khi chúng ta cần lại năng lượng. Sau đó, nó có thể được giải phóng thông qua các đường ống (cái này được gọi là Pen penstock) để tạo ra điện. Điều này có nghĩa là bơm thủy lực có thể tạo ra rất nhiều điện bổ sung khi nhu cầu cao (ví dụ, trong một đợt nắng nóng).
Nhược điểm của bơm thủy lực là bạn cần có hai hồ chứa cách nhau bởi chênh lệch độ cao đáng kể (thường cần nhiều hơn 200m, hơn so với 300m là lý tưởng). Vì vậy, nó không hoạt động khi bạn không có đồi. Tuy nhiên, nghiên cứu đã xác định Các trang web tiềm năng 22,000 ở nước Úc.
Theo truyền thống, bơm thủy lực được kết hợp với các nhà máy điện hạt nhân hoặc than tương đối không linh hoạt, sử dụng điện sử dụng khi nhu cầu thấp (cuối tuần và ban đêm), sau đó cung cấp thêm thế hệ khi nhu cầu tăng vào ban ngày và buổi tối.
Với sự gia tăng nhanh chóng trong việc triển khai gió và mặt trời, bơm thủy điện một lần nữa được quan tâm. Điều này là do sản lượng của nhà máy năng lượng mặt trời và gió phải chịu sự thay đổi của thời tiết. Ví dụ, các nhà máy năng lượng mặt trời tạo ra nhiều điện nhất vào giữa ngày, trong khi nhu cầu về điện thường cao nhất vào buổi tối. Gió có thể chết hàng giờ hoặc thậm chí nhiều ngày, sau đó đột nhiên thổi một cơn gió. Bơm thủy lực có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc làm dịu sự biến đổi này.
Nếu điện được sản xuất bởi nhà máy gió và mặt trời lớn hơn nhu cầu, thì năng lượng phải bị cắt (và bị mất), trừ khi chúng ta có cách để lưu trữ nó. Sử dụng năng lượng dư thừa này để bơm nước lên đồi có nghĩa là năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió không bị lãng phí và nước có thể được giữ trong các hồ chứa cho đến khi nhu cầu tăng vào buổi tối.
Có rất nhiều loại công nghệ lưu trữ năng lượng khác nhau, mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Đối với các hệ thống kết nối lưới quy mô lớn, nơi cần nhiều giờ lưu trữ, bơm thủy lực là khả thi nhất về kinh tế tùy chọn.
Giới thiệu về Tác giả
Roger Dargaville, giảng viên cao cấp, Đại học Monash
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan
