В период развития возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветряная, возникает необходимость хранения избыточной энергии. Традиционные способы хранения, например литиевые батареи, имеют ряд недостатков: они дорогие, вредны для окружающей среды и ограничены в масштабах. Поэтому ученые ищут новые решения, которые были бы более эффективными, экологичными и доступными.
Одним из бесплатных способов получения энергии, является гравитация Земли. Хранилища энергии на основе гравитации используют силу тяжести для хранения и высвобождения энергии.
Такой способ хранения энергии уже применяется в накопительных гидроэлектростанциях (НГЭС), где вода поднимается на большую высоту с помощью помп и затем спускается через турбины для выработки электричества. НГЭС составляют более 90% всей мировой емкости хранения энергии. Однако они имеют существенные ограничения: требуют больших затрат на строительство и эксплуатацию, а также специфических географических условий - крутого рельефа и большого количества воды.
Батареи на основе гравитации обладают большим потенциалом для развития возобновляемой энергии в мире. Они могут быть размещены практически в любом месте, где есть высота или глубина. Они могут быть использованы для сглаживания пиков спроса и предложения на электроэнергию, а также для поддержания стабильности сети.
Принцип их работы состоит в том, что при наличии излишка энергии от возобновляемых источников система поднимает тяжелый блок на определенную высоту, накапливая потенциальную энергию. Когда энергия нужна, груз опускается вниз, превращая потенциальную энергию в кинетическую и затем электрическую с помощью генератора.
Батарея на основе гравитации может являться более универсальной и дешевой альтернативой НГЭС. В качестве груза можно использовать любой тяжелый материал, например, бетонные блоки. В качестве высоты можно использовать любую вертикальную конструкцию, например башню или шахту. Батарея на основе гравитации не загрязняет окружающую среду и не подвержена износу или коррозии.
В настоящее время ведутся работы по созданию двух крупномасштабных проектов батарей на основе гравитации в США и Китае. В США компания Energy Vault строит башню высотой 150 м, которая будет поднимать и опускать блоки из бетона массой 35 т каждый. Общая емкость хранения энергии составит 80 МВт-ч. Компания утверждает, что ее батарея будет стоить вдвое дешевле, чем литиевые батареи, и имеет срок службы до 40 лет.
В Китае компания Gravitricity строит батарею на основе гравитации в заброшенной шахте глубиной 1,5 км. В шахте будут подвешены два груза массой 12 т каждый, которые будут подниматься и опускаться с помощью электромоторов. Общая емкость хранения энергии составит 4 МВт-ч. Компания утверждает, что ее батарея будет иметь срок службы до 50 лет.
