Painovoimaan perustuvat energiavarastot
Jäkärä, Juha (2022)
Kandidaatintyö
Jäkärä, Juha
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022110864924
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022110864924
Tiivistelmä
Painovoimaa on hyödynnetty energian varastoinnissa yli sata vuotta. Energiaa on varastoitu pitkään pumppaamalla vettä korkeammalle, jolloin siihen varastoituu energiaa potentiaalienergiana. Energia voidaan vapauttaa antamalla veden virrata alas turbiinin tai juoksupyörän läpi. Nykyisin energia vapautetaan varastoista lähes yksinomaan sähköenergiana.
Painovoiman hyödyntämiseen sähköenergian varastoimisessa on alettu kehittää uusia keinoja. Teknologia on uusi, joten laitteistoja ei ole vielä kovin montaa erilaista. Uusimmat keinot liittyvät raskaiden kiinteiden punnusten liikuttamisessa ylös ja alas uusin tavoin. Eniten kehitystä tapahtuu erilaisten tornityyppisten varastojen saralla. Lisäksi eräs yritys kehittää varastoa, jossa raskasta vaunua liikutetaan pitkin mäen rinnettä.
Painovoimaan perustuvien energiavarastojen etuja ovat hyvä hyötysuhde, suuri kapasiteetti, lyhyt vasteaika, hyvä säädettävyys ja pitkä varastointiaika. Laitokset kuitenkin usein vaativat melko paljon pinta-alaa.
Muutamia pilottihankkeita on rakennettu ja ne ovat kytkettyinä paikallisiin sähköverkkoihin. Laitokset ovat toimineet odotetusti ja pystyneet tasapainottamaan sähköverkkoja. Laitosten avulla on saatu tietoa teknologian ja täysikokoisten laitosten kehittämistä varten. Alalla ei kuitenkaan ole kovin montaa toimijaa, joten tutkimusta on vielä paljon tehtävänä. Gravity has been used in energy storages for over a hundred years. Energy has been stored by pumping water to a higher location and therefore energy has been stored as potential energy. Stored energy can be released by directing the water’s backflow through a turbine or a flywheel. Nowadays such energy storages are mainly used to store electricity.
New technologies are being developed to utilize gravity more efficiently in energy storing. The technologies are rather new, so there aren’t many operators in the field. Newest methods focus on moving heavy weights up and down by new means. Most development are put to tower style energy storages. In addition to those, there is one company which is developing a storage in which a heavy train car is moved along hill slope.
The advantages of gravity energy storages are that they have good efficiencies, scalable capacities, fast response times, great adjustability of delivered power and long storage durations. On the other hand, the plants require quite a bit of acreage.
Few pilot projects have been built and they are connected to local electrical grids. The facilities have worked as intended and have been able to balance the grids. The facilities have provided lots of data for developing the tech further and for developing full size storages. The industry is still quite new and there aren’t lots of operators on the industry so there’s a lot of research to do.
Painovoiman hyödyntämiseen sähköenergian varastoimisessa on alettu kehittää uusia keinoja. Teknologia on uusi, joten laitteistoja ei ole vielä kovin montaa erilaista. Uusimmat keinot liittyvät raskaiden kiinteiden punnusten liikuttamisessa ylös ja alas uusin tavoin. Eniten kehitystä tapahtuu erilaisten tornityyppisten varastojen saralla. Lisäksi eräs yritys kehittää varastoa, jossa raskasta vaunua liikutetaan pitkin mäen rinnettä.
Painovoimaan perustuvien energiavarastojen etuja ovat hyvä hyötysuhde, suuri kapasiteetti, lyhyt vasteaika, hyvä säädettävyys ja pitkä varastointiaika. Laitokset kuitenkin usein vaativat melko paljon pinta-alaa.
Muutamia pilottihankkeita on rakennettu ja ne ovat kytkettyinä paikallisiin sähköverkkoihin. Laitokset ovat toimineet odotetusti ja pystyneet tasapainottamaan sähköverkkoja. Laitosten avulla on saatu tietoa teknologian ja täysikokoisten laitosten kehittämistä varten. Alalla ei kuitenkaan ole kovin montaa toimijaa, joten tutkimusta on vielä paljon tehtävänä.
New technologies are being developed to utilize gravity more efficiently in energy storing. The technologies are rather new, so there aren’t many operators in the field. Newest methods focus on moving heavy weights up and down by new means. Most development are put to tower style energy storages. In addition to those, there is one company which is developing a storage in which a heavy train car is moved along hill slope.
The advantages of gravity energy storages are that they have good efficiencies, scalable capacities, fast response times, great adjustability of delivered power and long storage durations. On the other hand, the plants require quite a bit of acreage.
Few pilot projects have been built and they are connected to local electrical grids. The facilities have worked as intended and have been able to balance the grids. The facilities have provided lots of data for developing the tech further and for developing full size storages. The industry is still quite new and there aren’t lots of operators on the industry so there’s a lot of research to do.