Яка суть нової технології?

Вчені з Сінгапуру розробили систему, здатну виробляти до 100 000 разів більше електроенергії завдяки дощу, ніж вважалося раніше, завдяки новому принципу “поршневого потоку”. Це відкриття демонструє, що існуючі обмеження для відновлюваної енергетики можна перевершити, а також знайти нові джерела енергії.

Німецький блогер із ніком German Science Guy пояснив, як працює ця технологія. В основі інновації лежить принцип “поршневого потоку”. Зверху встановлюється резервуар, який наповнюється дощовою водою. Рідина витікає з цього бака через голку краплями і вдаряється об стінку вертикальної полімерної трубки діаметром близько 2 мм та довжиною 30 см, падаючи в другий металевий резервуар внизу.

Як працює система?

Вода тече по трубці не суцільним струменем, а переривчастим потоком, що нагадує перлове намисто, де краплі чергуються з бульбашками повітря. Голка і нижній резервуари з’єднані електрично та підключені до чутливих вимірювальних приладів. Це дозволяє дізнатися, яка напруга створюється в процесі роботи станції.

У невеликих масштабах молекули води H2O розпадаються внаслідок самоіонізації на позитивно заряджені іони водню H+ і негативно заряджені іони гідроксиду O-. Контакт між водою і трубками відокремлює ці іони, змушуючи їх рухатися в різних напрямках. У верхній і нижній частинах трубки створюються різні електричні заряди, що призводить до появи електричного струму при з’єднанні електродом.

Які виклики стоять перед технологією?

Незважаючи на свій потенціал, система поршневого потоку стикається з низкою проблем, які необхідно вирішити для її широкого впровадження. Витрати на матеріали та установку наразі вищі, ніж для інших поновлюваних джерел, таких як сонячні панелі. Режим “поршневого потоку” повинен підтримуватися постійно, і будь-які порушення значно знижують ефективність.

Остання обмежена довжиною трубок до 32 см, що вимагає використання декількох модулів для досягнення більш високої вихідної енергії. Система може працювати навіть із забрудненою водою, але з часом можуть виникати засмічення через сміття. Крім того, необхідно вирішити проблему деградації трубок і підвищити стійкість до погодних умов.

Що таке технологія зберігання енергії на зрідженому повітрі?

У Великій Британії розпочато будівництво першої у світі комерційної електростанції, що працює на зрідженому повітрі. Ця технологія, яка була проігнорована протягом майже 50 років, має потенціал скласти конкуренцію літій-іонним акумуляторам та гідроакумулювальним станціям. Зі зростанням частки відновлювальної енергетики світ стикається з необхідністю зберігання надлишків енергії, і батарея на базі “рідкого” повітря є одним із найперспективніших рішень у цій галузі.

Як працює батарея на зрідженому повітрі?

Зберігання енергії в зрідженому повітрі (LAES) передбачає кілька етапів. Коли в мережі є надлишок дешевої “зеленої” енергії, вона використовується для стиснення звичайного повітря з атмосфери під високим тиском та охолодження його до рідкого стану. Потім це рідке повітря зберігається у великих ізольованих резервуарах. Коли виникає дефіцит електрики, зріджене повітря відкачується зі сховища, випаровується, перетворюючись назад на газ під високим тиском, і цей газ обертає турбіни, які генерують енергію. Для підвищення ефективності в процесі використовуються хитрощі, такі як зберігання тепла, що виділяється під час стиснення повітря.

Які переваги та недоліки цієї технології?

Головна перевага LAES — це низька вартість зберігання, яка може становити всього $45 за МВт-год, у той час як у гідроакумулюючих станцій — $120, а у літій-іонних батарей — $175. Крім того, LAES-станції не прив’язані до конкретних географічних умов і можуть працювати десятиліттями. Проте, висока початкова вартість будівництва залишається перешкодою для широкого впровадження цієї технології. Однак, з ростом цін на електрику та збільшенням частки нестабільної “зеленої” генерації, такі проєкти стають дедалі економічно виправданішими.

Коли запустять першу комерційну станцію?

Перша комерційна станція в Манчестері, яку будує компанія Highview Power, зможе зберігати 300 МВт-год енергії, що достатньо для забезпечення електрикою 480 000 будинків на кілька годин. У серпні 2026 року буде запущено першу турбіну, яка стабілізує мережу, замінюючи дорогі газові станції. У 2027 році планується запуск повноцінного режиму зберігання та продажу енергії. Компанія також оголосила про проєктування масштабніших установок, які будуть у 10 разів потужнішими, з планами будівництва в Великій Британії, Японії та Австралії.

Українські оператори зв’язку активізують підготовку до зимового періоду, коли можливі масові відключення електроенергії. Вони встановлюють нові генератори, оновлюють мережі та запасаються акумуляторами, щоб забезпечити роботу базових станцій до трьох діб. Про це розповіла голова Національної комісії, що здійснює регулювання у сфері зв’язку, радіочастот і поштових послуг (НКЕК) Лілія Мален в інтерв’ю Центральній електростанції.

“Оператори отримали вимоги щодо забезпеченості: це акумулятори, генератори. Готуються не тільки мобільні оператори, а й фіксовані інтернет-провайдери”, — зазначила Мален.

Яка готовність операторів до відключень?

За її словами, перевірки технічної готовності операторів проводять із 2023 року, вони охоплюють усе: від наявності генераторів і палива до мобільних бригад і персоналу. “Ми бачимо, що оператори дійсно вкладають багато в забезпечення роботи мереж під час відключень. Але завжди впираємося в людей, тому що люди — це найбільша цінність”, — підкреслила глава регулятора.

Однак наявність генераторів та акумуляторів не гарантує стабільного зв’язку. За словами Мален, навіть за готовності обладнання базові станції не можуть працювати без електрики тривалий час: “Банально сідає акумулятор, який треба перезарядити, закінчується паливо в дизельгенераторі. Його треба вимкнути, охолодити, заправити”.

Які технології використовують оператори?

Тому зв’язок під час блекаутів слід розглядати як тимчасову можливість, а не як стабільну послугу. Фіксований інтернет, на думку регулятора, надійніший: роутер можна під’єднати до павербанка або іншого джерела живлення. “Оператори масово переходять на технологію PON, яка дає змогу тримати мережу до 72 годин”, — додала Мален.

Крім того, в Україні діє національний роумінг: якщо мережа одного оператора падає, користувачі можуть автоматично або вручну підключитися до іншого. Під час блекаутів ця система може забезпечувати зв’язок для мільйонів абонентів щодня.

Голова НКЕК закликала українців використовувати мобільний зв’язок відповідально. “Що важчий контент ми завантажуємо, то сильніше навантажуємо мережі. Це знижує якість зв’язку і швидше розряджає акумулятори”, — пояснила Мален.

Основна мета зв’язку в період відключень — можливість дзвонити в служби порятунку і отримувати важливу інформацію. “Не переглядайте зайвий контент, пам’ятайте, що зв’язок у цей час — це про виживання”, — підсумувала вона.

Нагадаємо, раніше президент України Володимир Зеленський попереджав про проблеми з електрикою через удари росіян. Він говорив, що через один-два російські обстріли Україні може знадобитися імпорт електроенергії. Після комбінованих ударів в Україні почали запроваджувати графіки відключення світла. Зокрема аварійні відключення застосовували в Києві, Київській, Сумській, Харківській, Полтавській, Дніпропетровській, Донецькій та Запорізькій областях.