מעט משני קילומטרים מחופי טורונטו, סדרה של שישה בלונים מסיביים גליליים עולים מקומת האגם, עומדים כמעט כמו בית בן שתי קומות. הקירות שלהם מכילים אוויר דחוס עם פוטנציאל להפוך לחשמל.
בלונים אלו הם חלק מתכנית חדשנית ונטולת פליטות לאחסון אנרגיה מתחדשת של חברת Hydrostor.
אתם מבינים, אנרגיית הרוח נפלאה ופאנלים סולאריים מעולים, וטכנולוגיות אלה מתייעלות בכל שנה. עם זאת, אחד האתגרים הגדולים ביותר לאנרגיה מתחדשת הוא הפעלת בתים בתקופות מחוץ לשיא, ברגע שהרוחות מתות או אחרי שהשמש שוקעת, כאשר קהילות פונות לעיתים קרובות לעבר סולר בוער.
"האחסון הוא באמת המפתח המאפשר לרשת החשמלית שלנו להתחדש", אומר מנכ"ל ההידרוסטור קרטיס ואנוואלכם.
הידרוסטור היא אחת מכמה חברות וקבוצות מחקר הבוחנות אחסון אנרגיה דחוסת אוויר מתחת למים (UW-CAES), דבר שיכול להיות תשובה זולה וידידותית לסביבה לבעיה זו.
במערכת של הידרוסטור, עודף אנרגיה מסולארי או רוח גובה מדחס אוויר. האוויר הדחוס מתקרר לפני שהוא יורה צינור החוצה אל הבלונים האדירים. ממש כמו לפוצץ בלון על היבשה, האוויר ממלא את הבלונים באוקיאנוס, אך בגלל מטר הרבים של המים שדוחפים למטה, האוויר בתוכו דוחס. ככל שהבלונים עמוקים יותר, כך הם יכולים להחזיק יותר אוויר. כדי לשחרר את האנרגיה, מפעילים יכולים לפתוח שסתום ביבשה והמים העומדים על גופם מכריחים את האוויר החוצה, המסחרר טורבינה לייצור חשמל.
"בסופו של דבר אנחנו מצבר אוויר קריר מאוד מתחת למים", אומר קמרון לואיס, מייסד ונשיא הידרוסטור, בסרטון שפורסם על הפרויקט.
מתקני ההידרוסטור שבחוף שוכנים מערכת של מדחסי אוויר וטורבינות כדי להמיר אנרגיה לאוויר דחוס ובחזרה. (הידרוסטור) CAES אינו בדיוק חדש. הטכנולוגיה קיימת מאז סוף המאה ה -19, אם כי רק בסוף שנות השבעים של המאה ה -19 נפתח מפעל האחסון האנרגטי הראשון בברמן שבגרמניה, עם אוויר דחוס מתחת לאדמה נעול בתוך מערות מלח ישנות. מאז היו כמה פרויקטים של CAES ברחבי העולם, אך הבעיה תמיד מסתכמת במקום בו אתה מעלה את האוויר, אומר ואנוואלכם. מיכלי פלדה הם יקרים ביותר והחלופות הזולות כיום - מערות תת-קרקעיות - אינן היכן שאתה זקוק להן, הוא אומר. בלוני מים מתחת למים של הידרוסטור יכולים לפחות לאפשר את שיטת אחסון האנרגיה ביישובים הסמוכים לאוקיאנוס או לאגמים עמוקים.
שש בלוני המבחן של הידרוסטור יושבים מתחת לגובה של 180 מטר מים, וגובהם 29.5 רגל ורוחב 16.4 רגל. הם עשויים ניילון מצופה אורתן, וזהו אותו חומר המשמש לסחיבת ספינות טרופות מקרקעיות האגם והים - מארג שיכול לעמוד בכוח רב מאוויר מתחת לפני המים.
הידרוסטור אינה החברה היחידה החוקרת UW-CAES. חלל התעופה הקו האדום הדק פיתח באופן עצמאי מערכת דומה, ובשנים 2011 ו -2012 הם פרשו כמה "שקיות אנרגיה" מול חופי איי אורקני של סקוטלנד במשך שלושה חודשים. מבחן טייס ראשוני זה נתן תוצאות מעודדות, שפרסמו במחקר בשיתוף עם צוות מאוניברסיטת נוטינגהאם.
"האתגר הוא צעד לגודל הרשת", אומר מייסד הקו האדום והנשיא מקס דה יונג. או ליתר דיוק, להבין כיצד לאחסן מספיק אוויר בכדי לייצר כמות משמעותית של אנרגיה.
הבלונים של הידרוסטור מחזיקים בכמות קטנה למדי של אנרגיה. החברה לא תחשוף את יכולתה הכוללת של המערכת, אך הגנרטורים מכוסים על מגה וואט בערך. למרות שהידרוסטור מתכננת להרחיב את המערכת, הם צריכים לא מעט בלונים נוספים בכדי להטעין קהילה.
על מנת לספק קצת פרספקטיבה, מערך לונדון, חוות רוח מחוץ לחוף, עם 175 טורבינות, מייצרת כ -4.2 אחוזים מהכוח החשמלי של לונדון רבתי, לפי דה ג'ונג. כדי לנטרל מספיק כוח כדי לפצות על הפחתת יום בודדת בתפוקה, היית זקוק לסביבות 27, 500 מהבלונים הקטנים יותר המשמשים לבדיקות הראשוניות של ה- Line Line Aerospace למערכת, הוא מסביר. זה שווה לקצת יותר מ- 7, 700 מהתיקים של הידרוסטור.
"אתה יכול לדמיין את הצנרת, הצנרת ... ואז את ההשפעה הסביבתית?" דה ג'ונג מתפעל. "זו אי שפיות."
על פי נתוני וונגלם, החלקים עבור UW-CAES של הידרוסטור הם כולם חלקים סטנדרטיים הנישאים על ידי ספקים תעשייתיים, כולל ג'נרל אלקטריק. "אין מאחורינו טכנולוגיה או מדע שבונים מערכות גדולות יותר, " הוא אומר, "זה רק אנחנו שקונים מנוע או מדחס גדול יותר."
עם זאת, De Jong טוען שבניית מערכות תת-מימיות גדולות יותר אינה כה פשוטה. "אנו יודעים שטורבינות הגז זמינות. אנו יודעים שהצנרת זמינה ", הוא אומר, " החלק הלא ידוע הוא ההכלה מתחת לפני הים, וכמה עמוק אתה [צריך] לזרוק אותו כדי לקבל אחסון אנרגטי משמעותי. "
המהנדס והמנכ"ל הראשי של קו האדום בחלל הדק, מקסים דה ג'ונג, בודק "תיק אנרגיה" של UW-CAES במהלך האינפלציה הראשונית של הבדיקה (קית תומסון / Aerospace Thin Red Line) על מנת למקסם את כמות האנרגיה שמערכת תת-מימית יכולה לאגור ולשאוב לרשת, המהנדסים יצטרכו לראות כמה גדולים הם יכולים לייצר את הבלונים וההטלות מתחת למים, וכן כמה עמוק הם יכולים להתקין אותם.
"אין שום סיבה שזה לא יעבוד, אבל יש המון סיבות לכך שזה לא יהיה כלכלי", אומר אימרה גיוק, מנהל תכנית אחסון אנרגיה במשרד האנרגיה האמריקני. "שאלת היעילות היא תמיד שם."
ככל שעומק המים גדל, יש הרבה יותר מים שדוחפים למטה על הבלונים, ומאפשרים לדחיסת אוויר הרבה יותר.
"אתה זקוק למשהו חזק להפליא. כמעט בלתי ניתן להבחין כמה חזק הדבר צריך להיות, " אומר דה ג'ונג. בהתבסס על החומר המשמש לבתי גידול בחלל, הקו האדום הדק פיתח ופטנט על "ארכיטקטורת בדים מתנפחת מדרגית" שיכולה להחזיק באופן אפשרי 211, 888 רגל מעוקב של אוויר דחוס מתחת למים - כמעט פי 60 יותר מכ -3, 700 רגל מעוקב בכל אחד מההידרוסטור בלונים.
החלק האחר לפיתרון היעילות הזה הולך ומעמיק, מסביר דה ג'ונג. החברה שלו חוקרת את הרעיון של זיווג UW-CAES עם טחנות רוח צפות בחוף הים העמוק. פיתרון זה מכיל את האגרוף האחד-שניים של פוטנציאל האחסון העצום ממעמקי המים הגדולים והיתרונות של טורבינות הרוח מחוץ לנתיב של ציפורי ים רבות ומקו הראייה של האנשים שנמצאים בחוף. האחסון העמוק גם מרחיק את הבלונים הרחק מסביבות רגישות לחוף קרוב.
עדיין יש לבצע הרבה בדיקות בכדי להפוך UW-CAES בקנה מידה גדול למציאות. ראשית, השפעות סביבתיות עדיין לא ידועות ברובם. "רעש יכול להיות דבר ענק", אומר אריק שולץ, ביולוג ימי באוניברסיטת קונטיקט. "תאר לעצמך שאתה מכריח חבורה של גז דרך מה שאני מדמיין שהוא צינור צר למדי." נשיקת הכמויות האדירות של האוויר הזורם בצינורות, ובמיוחד התדרים הגבוהים יותר, עלולה לשבש את התנהגותם של תושבי האוקיאנוס. עם זאת טרם אומתה ההשפעה של בלונים אלה על אוכלוסיות הדגים.
VanWalleghem טוען כי מערכת הבלונים התת-מימיות עשויה למעשה לטפח את הביוטה הימית, אולי להתנהג כמו שונית מלאכותית. עוגני הבלונים מכוסים בחלקם על ידי אבנים בגדלים וסוגים שיכולים לתמוך בהשרצת דגים מקומית.
עם זאת, כמו בכל הספינות הימיות, גם ביוטה סקרנית יכולה להיות בעיה. "תמיד יש את הכריש של חותך העוגיות, " אומר גיוק. כריש בגודל חתול זה מצמיד את עצמו למשטחים, חותך חורים סגלגלים חלקים.
עם תכנית הפיילוט החדשה שנמלטת, הידרוסטור ממתינה בשקיקה לנתונים שיעזרו להם להעריך את המערכת. לחברה כבר יש תוכניות בעבודות לבניית מערכת גדולה יותר בארובה. נכון לעכשיו, קהילות האי הקטנות הללו, עם צרכי אנרגיה נמוכים יחסית ומים עמוקים בקרבת הים, הן ככל הנראה היעדים הטובים ביותר לטכנולוגיה.
