To our Podcasts

Energieopslag In Zwaartekracht

Een gewicht in een kerktoren, een van de oudste typen batterijen? (bron)  

Electriciteits opslag is een kunstmatig probleem. Het is een probleem dat een beschermende werking heeft voor bedrijven die profiteren van centrale opwekking en netwerk distributie van stroom, want zonder opslag moet de stroom steeds opgewekt worden op het moment dat we deze willen gebruiken. Het zou de hoogste prioriteit moeten krijgen om electriciteits opslag (en warmte opslag) in praktische zin ruimte te geven, omdat dit investeringen zou kunnen verleggen van het netwerk en handel (een structurele verliespost) naar opwekking (de enige winstpost).

Een waterbatterij 

De praktisch haalbare oplossingen zijn momenteel kunstmatig te duur. Flow batteries zijn gemaakt van goedkope materialen, maar kosten vreemd genoeg miljoenen. Waterstof kan als het uiteindelijk wordt toegepast als warmte en electriciteits bron tot 70% efficient worden aangewend. Maar er is een derde optie, een die aansluit bij de momenteel meest gangbare vorm van electriciteits opslag, zn. pumped storage hydro electricity. Pumped Storage Hydroelectricity is het opslaan van energie in water dat men met een pomp naar een hoger niveau brengt. Men kan de energie weer terugwinnen door het water door een turbine te laten stromen. 

Energie (Joule) = Massa (Kg) x Zwaartekracht (m/s^2) x Hoogte (m)

Voor 10 kWh (30 huishoudens) of 360 MJ is nodig:

Die energie is op te slaan in een blok beton (of een beetje meer zand) van 7 bij 7 bij 1 meter die over een afstand van 25 meter wordt bewogen. 

Het hijsen en neerlaten gaat met dezelfde motor/generator, een vrij efficiente manier van gebruik of generatie van stroom. 

Nederland is niet zeer geschikt voor deze techniek, hoewel er nu ook ‘gravitational vortex’ turbines zijn die met een zeer gering verval toch vermogen kunnen produceren, dus een paar meter extra in de polder of het IJsselmeer (hoewel we dan niet van opslag spreken) is genoeg. Maar deze vorm van opslag kent andere gedaanten die hetzelfde principe uitbuiten, namelijk het creeren van potentiele energie. Dat kan zoals al eeuwen in kerken gebeurt ook met gewichten. Daarbij is het voordeel dat het volume gereduceerd kan worden, want de soortelijke massa van zand, steen of ijzer is een veelvoud van dat van water. 

Een energie systeem met een cilinder in een schacht 

Video Presentatie

Het is duidelijk dat we hier met grote installaties te maken hebben, maar het voordeel is dat deze relatief low tech zijn, en makkelijk onder de grond onder te brengen. De materialen zouden bv zand in een metalen container kunnen zijn. Maar als men creatief met dit concept omgaat, dan kan een huis zelf de massa zijn, die zich op een paar hydraulische pomp/generatoren bevind. Wordt stroom opgewekt dan stijgt het huis, en als men stroom nodig heeft dan laat men het huis dalen. Dit zou de meerkosten van een opslag systeem behoorlijk reduceren. Wat zou u zeggen van een ronde vijver van 30 meter doorsnee, 10 meter diep met een plak zand er op van 2 meter dik ergens in de buurt van uw huis, goed voor opslag voor 20 gezinnen? Een soort gierkuil (wat overigens ook een type energie opslag is). Men kan er bovenop een mooi panelen parkje aanleggen dat makkelijk meedraait met de zon. Deze installatie kan overigens een aantal functies combineren, namelijk warmte opslag in het water, en het gewicht kan draaien en als (traag) vliegwiel dienen. Er zijn verschillende patenten op dit gebied, en het lijkt ons dat de hefbrug en lift fabrikanten wellicht een kans zien om met name bij flats met een mooie vlakke zijkant een installatie aan te leggen.

Natuurlijk zijn onze energie (opslag) behoefte door goed management nog wel te beperken, maar een low tech oplossing voor opslag van zelfs een beperkte hoeveelheid vermogen kan de druk op het net verlichten, en het CO2 reductie rendement van bv. zonnepanelen verhogen. Misschien een nieuwe kans voor onze bouwsector?

Rapport Europe Pumped Storage Potential

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *