Хранение энергии при помощи воды, накачиваемой в резервуар, расположенный выше турбины электрического генератора, является достаточно простым способом аккумулирования энергии, используемым уже в течение нескольких десятилетий.
Вода в резервуар накачивается во время минимального энергопотребления или в момент самой низкой стоимости электроэнергии, а возвращается она в энергетическую систему в часы пикового потребления. И даже с учетом низкой эффективности двойного преобразования энергии, использование таких технологий аккумулирования экономически оправдано в некоторых случаях.
Исследователи из Института ветряной энергетики и энергетических систем Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Wind Energy and Energy Systems Engineering), Германия, разработали технологию аккумулирования энергии, основанную на описанных выше принципах. Только в данном случае резервуары-хранилища не поднимаются выше турбины генератора, а опускаются вместе с ней на морское дно. Накопление энергии производится в обратном, по сравнению с традиционным, порядке. Излишняя или просто дешевая энергия используется на откачку воды из сферы, которая заполняется воздухом, а накопленная энергия возвращается, когда вода снова начинает заполнять сферу, вращая по пути турбину электрогенератора.
Предполагается, что сферический резервуар, диаметром в 30 метров, погруженный на глубину 700 метров и оснащенный специальной глубинной турбиной электрогенератора, мощностью 5 МВт, способен аккумулировать до 20 МВт/ч энергии. Естественно, что такая система не может отдать всю накопленную энергию сразу, в данном случае она рассчитана на постепенное заполнение резервуара в течение четырех часов.
Такая технология аккумулирования энергии рассчитана, в первую очередь, на ее использование совместно с морскими фермами ветряных электрических генераторов, располагающимися в открытом море. Это позволит снять часть нагрузки с энергетической магистрали в моменты пиковой нагрузки и обеспечить резервную мощность, снижая механическую нагрузку на ветрогенераторы и удлиняя, тем самым, срок их непрерывной эксплуатации. Согласно расчетам, для того, чтобы обеспечить качественную “буферизацию” большой ветряной электростанции, потребуется “ферма” из 80 сферических подводных хранилищ.
Для испытаний, доказательства работоспособности и получения всех показателей новой технологии подводного аккумулирования энергии, включая и экономические, исследователи из института Фраунгофера изготовили экспериментальный сферический резервуар, диаметром в три метра, оснащенный насосом и турбиной электрогенератора небольшой мощности. Этот резервуар был погружен в воду Констанцского озера (Lake Constance) на глубину 100 метров и на удалении 200 метров от береговой линии. После этого был проведен ряд тестов, данные которых скрупулезно протоколировались компьютером.
Позже эти данные будут использованы для построения математической модели того, как полноразмерная система аккумулирования энергии будет вести себя в реальных условиях. И эти данные будут уточнены немного позже в ходе очередных испытаний, для которых будет построен резервуар еще большего диаметра.
Несмотря на то, что данный проект находится в самой начальной стадии, он уже привлек к себе внимание со стороны многих организаций и компаний из промышленного и энергетического сектора. Так что можно ожидать, что с дальнейшим финансированием проекта не возникнет никаких трудностей, а начальный старт этому проекту дало финансирование, выделенное немецким Федеральным Министерством экономики и технологий (Germany Federal Ministry of Economics and Technology).