استفاده از انرژی بالابر در آسمان‌خراش‌ها برای تولید باتری

انرژی‌های تجدیدپذیر متناوب است، بنابراین ذخیره و انتشار انرژی در چند دهه آینده حیاتی خواهد بود. محققان IIASA راه حل جالبی ارائه کرده اند و پیشنهاد می‌کنند آسمان خراش‌ها را به باتری‌های گرانشی غول پیکر برای ذخیره سازی انرژی تجدیدپذیر ارزان قیمت تبدیل کنند.

به گزارش newatlas، این مفهوم به اندازه کافی ساده است: انرژی تجدیدپذیر اضافی را می‌توان به عنوان انرژی بالقوه ذخیره کرد، با استفاده از آن بلند کردن یک چیز سنگین تا یک نقطه بالاتر را ممکن کرد. سپس این انرژی می‌تواند با استفاده از گرانش برای به حرکت درآوردن نوعی ژنراتور آزاد شود. محققان مؤسسه بین‌المللی تحلیل سیستم‌های کاربردی (IIASA) در وین، اتریش، ارتفاع و موقعیت آسمان‌خراش‌ها را بررسی کردند و حجم عظیمی از ذخیره‌سازی انرژی از پیش ساخته شده را دیدند که در انتظار آزاد شدن بود.

سیستم ذخیره انرژی بالابر (LEST) از سیستم‌های آسانسور موجود در ساختمان‌های بلند استفاده می‌کند. بسیاری از این‌ها قبلاً با سیستم‌های ترمز احیاکننده طراحی شده‌اند که می‌توانند انرژی را هنگام پایین آمدن بالابر جمع‌آوری کنند، بنابراین می‌توان آن‌ها را به‌عنوان ژنراتور‌های برق از پیش نصب‌شده در نظر گرفت. LEST همچنین از فضا‌های خالی در سرتاسر ساختمان، به طور ایده آل نزدیک به بالا و پایین استفاده می‌کند. بنابراین، در مقایسه با ساخت یک سیستم باتری گرانشی اختصاصی در هر جای دیگر، می‌توان این راه را به‌طور قابل‌توجهی ارزان‌تر در یک ساختمان شناخت.

تیم IIASA ساخت مجموعه‌ای از ربات‌های تریلر خودران را برای کار برداشتن وزنه‌ها و بکسل کردن آن‌ها در داخل و خارج آسانسور‌ها پیشنهاد کرده است. آن‌ها را می‌توان در امتداد راهروها، یا در آپارتمان‌ها یا دفاتر خالی، یا به طور بالقوه در فضا‌های اختصاصی دور از دسترس تعبیه کرد، در صورتی که ساختمانی با این سیستم برنامه‌ریزی شده باشد باید دارای یک نیم طبقه اضافی در نزدیکی بالا یا پایین ساختمان باشد تا بتواند به این منظور مورد استفاده قرار گیرد، زیرا لازم نیست سقف آنقدر بلند باشد که انسان‌ها بتوانند در اطراف راه بروند.

وزنه‌ها نباید به اندازه‌ای حجیم باشند تا از سوار شدن افراد به آسانسور جلوگیری کنند و می‌توان ربات‌ها را طوری برنامه ریزی کرد که اگر مسافران وارد آسانسور شدند و آن را بیش از ظرفیت وزن خود فشار دهند، از آن خارج شوند. الگوریتم‌ها می‌توانند مناسب‌ترین زمان‌ها را برای بالا بردن وزنه‌ها و زمان برداشت انرژی ذخیره‌شده تعیین کنند.

بسیاری دیگر از فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در سطح شبکه در دست توسعه هستند، اما LEST دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است. اول از همه، درست در وسط شهر‌هایی که به آن‌ها خدمات می‌دهد با استفاده از ویژگی‌های آماده از بلندترین زیرساخت‌های موجود که برای بشر شناخته شده زندگی می‌کند که هزینه‌های سرمایه‌ای را به شدت کاهش می‌دهد، زیرا تنها کاری که شما باید انجام دهید این است که چند ربات و وزنه بچرخانید. وارد لابی شوید، و با برنامه نویسی آسانسور کار خود را انجام دهید و پیاده می‌شوید.

این ممکن است راهی عالی برای رفع برخی از نقاط ضعف یک سیستم باتری بزرگ باشد، مانند این واقعیت که آن‌ها احتمالاً برای نوسانات تولید انرژی فصلی طولانی مدت و سناریو‌های خاموشی چند روزه کمتر مؤثر خواهد بود. LEST می‌تواند یک تن انرژی را در تابستان ذخیره کند، سپس ذخایر خود را به تدریج در طول زمستان آزاد کند.

بیشتر بخوانید

هزینه ذخیره انرژی ظرفیت نصب شده LEST بین ۲۱ تا ۱۲۸ دلار آمریکا در هر کیلووات ساعت تخمین زده می‌شود که تا حد زیادی به ارتفاع ساختمان مورد نظر بستگی دارد. برای مقایسه، آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر هزینه ظرفیت نصب شده سیستم‌های باتری چهار ساعته را ۳۴۵ دلار به ازای هر کیلووات ساعت در سال ۲۰۲۰ تخمین زد، رقمی که پیش بینی می‌کند تا اواخر دهه ۲۰۴۰ به کمتر از ۱۰۰ دلار در هر کیلووات ساعت کاهش پیدا کند، حتی با وجود بدترین فرضیات.

این هزینه‌های سرمایه‌ای (CAPEX) است، نه هزینه‌های عملیاتی (OPEX)، اما همچنان یک استدلال قوی وجود دارد که این نوع فناوری باید دقیق‌تر مورد بررسی قرار گیرد. تیم IIASA تخمین می‌زند که محصول کنونی ساختمان‌های بلند جهان را می‌توان به چیزی بین ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاوات ساعت ذخیره‌سازی انرژی تبدیل کرد که قسمت بالایی آن برای اداره کل شهر نیویورک در حدود یک ماه کافی است. با نرخ مصرف فعلی این قطعا می‌تواند سهم قابل توجهی باشد.