Pojem gravitační baterie není vůbec neznámý, nejde o sci-fi z blízké či vzdálené budoucnosti. Však si lze její princip ověřit i dětskou hrou. Gravitační baterie již přitom ve světě stojí, například ve Švýcarsku anebo v demonstrační formě v edinburském přístavu. A další by měla pro svou existenci využít jednu z šachet opuštěných dolů na Ostravsku, zřejmě dolu Darkov.
Ukládání energie pomocí gravitace
Gravitační baterie ukládají energii pomocí gravitace a je to vlastně velice jednoduché, až primitivní řešení, které má oproti bateriím lithiovým a jiným neuvěřitelně dlouhou životnost. Gravitační baterie se ukazují být ideálním úložištěm energie především z obnovitelných zdrojů, jako je slunce a vítr. Některé způsoby využití gravitace k výrobě elektřiny jsou přitom notoricky známé, totiž vodní elektrárny včetně přečerpávacích vodních nádrží. Využít lze i solární či větrnou energii k čerpání vody vzhůru za slunečného dne a poté, za zamračeného dne, bude voda stékat dolů pomocí gravitace a vyrábět elektřinu. Ovšem vodu vůbec využívat nemusíme, stačí vsadit na jednoduchou věc – pohyb těžkého závaží nahoru a zase dolů.
)
Odevzdávat elektřinu do sítě a zpět ji nakupovat je neekonomické
Obnovitelné zdroje energie mají totiž velký problém, pokud je zataženo či tma a zeslábne vítr, elektřina se nevyrábí anebo se jí vyrobí jen velmi málo. V tu dobu potřebujeme využít elektřinu akumulovanou. A právě baterie pro akumulaci přebytečně energie vyrobené za jasného dne či větrného počasí nemusí být chemické, mohou být gravitační. Hlavním problém není výroba elektřiny, ale její ukládání. Pokud ji pak nemůžeme uložit, musíme se jí vzdát a to je neekonomické. Elektřinu dodáme do sítě (takzvané přetoky) a pak si ji ale musíme znova koupit. Výhodné to pro nás přitom není.
)
K překonání gravitace je zapotřebí obrovské množství energie
Nečastějším současným řešením jsou baterie na bázi lithia (např. Tesla Power Wall), existuje ale řešení ještě lepší, právě využití gravitace. K překonání gravitace je zapotřebí obrovské množství energie, například kosmická loď s několika astronauty se dostane na oběžnou dráhu pomocí chemické rakety velikosti budovy. A spotřebovanou energii přitom již nelze nijak dál využít. Zatímco velmi těžké závaží, které je vytaženo navijákem vzhůru za užití vyrobené elektřiny a zase spouštěno dolů, když je třeba k vytažení spotřebovanou elektřinu opět vyrobit (získat), je velmi levné, ekologické a materiálově i prostorově nenáročné řešení. Vzniklá energie roztočí dynamo, které vyrobí elektřinu a tento proces lze opakovat až několikrát denně. Technologie má přitom životnost přibližně padesát let.
)
Přečerpávací vodní nádrže jsou drahé a potřebují mnoho prostoru
Nejběžnějším příklad současných gravitačních baterií jsou přitom přečerpávací nádrže, kdy elektrárenské společnosti pumpují vodu do vyvýšených nádrží, čímž uloží energii výš a v případě potřeby ji zase pustí dolů. Na našem území můžeme zmínit například přečerpávací vodní elektrárny Dalešice a Dlouhé Stráně. Když se voda pustí dolů, protéká hydroelektrickou turbínou do jiné nádrže. Problémem však je omezené množství lokalit, kde lze takové elektrárny postavit, navíc v čase nedegradují užitečným způsobem. A prostě jsou drahé.
)
)
Gravitační elektrárny fungující na jiném principu než je využívání vody
Například v edinburském přístavu Leith stojí cca 15 metrů vysoký gravitační demonstrátor, který vypadá jako nekrytý výtah se závažím. To se spouští nahoru a dolů, přičemž váží dohromady padesát tun. A podobné zařízení má vzniknout i v Česku, ovšem nikoli demonstrativní, ale skutečně prakticky využívané, ostatně stejně jako gravitační baterie, kterou postavili ve Švýcarsku v podobě obrovského jeřábu. Jde o první funkční prototyp 110 metrů vysoké jeřábové baterie CDU postavené ve švýcarském Castionu. Postavila jej společnost Energy Vault během pandemie covidu.
)
Gravitricity sází na šachty opuštěných dolů
Společnost Gravitricity vyrábí velké gravitační baterie, které lze nainstalovat kdekoli. Jejich demonstrační zařízení používá dvě 25 tunová závaží v 15 m vysokém zařízení určeném k dodání 250 kW energie. Společnost však tvrdí, že její technologie může dodat až 20 MW, a že její systémy mají návrhovou životnost 50 let. Skutečný systém chce Gravitricity umístit do opuštěných důlních šachet, které tak najdou nové využití. Vlastně jde podle společnosti o ideální řešení, jelikož opuštěné šachty již existují, byly vyhloubeny a není třeba nic stavět do výšky. Samozřejmě by se v místech, kde šachty nejsou, daly vyhloubit nové, ale využití starých šachet je řádově levnější.
)
Elektřina může být díky takovým zařízením ukládána a vyráběna velmi rychle a po dlouhou dobu. Dosažení plného výkonu má trvat méně než vteřinu. Z dlouhodobého hlediska přitom fungují gravitační baterie levněji než baterie lithiové. O životnosti nemluvě.
Gravitricity je britský (skotský) start-up, který plánuje v Česku postavit gravitační baterii již několik let. A zájem mají právě o okolí Ostravy, kde společnost dlouhodobě prozkoumávala jednotlivé potenciálně vhodné doly, respektive jejich šachty. Již proběhl slavnostní podpis memoranda o porozumění mezi společností Gravitricity a státním podnikem Diamo, na projektu spolupracuje také Technická univerzita v Ostravě.
)
První podzemní úložiště energie by mělo vzniknout nejspíše v dole Darkov na Karvinsku, podle tiskové mluvčí Diamo Jany Dronské je však nutné nejprve vytvořit studii proveditelnosti a vypořádat všechna rizika. Právě v edinburském přístavu Leith přitom provozuje ukázkový model zařízení start-up Gravitricity.
Systém skladování energie společnosti Gravitricity vyvinul její zakladatel a technický ředitel Peter Fraenkel, kromě jiného vynálezce přílivové elektrárny SeaGen. Společnost Gravitricity si klade za cíl pomoci světu přejít ke stoprocentnímu využívání obnovitelné energie. A hlavním problémem dneška je dle ní mít k dispozici mnohem více energetických úložišť než právě existuje. Jejich jednoduchý systém gravitačních baterií přitom lze využít jak v rozvinutých elektrických sítích, tak v těch nově vznikajících třeba v Africe.
Zdroj: vtm.cz, idnes.cz, svetenergie.cz, seznamzpravy.cz, oenergetice.cz, proelektrotechniky.cz
