Sähköä talteen kaivokseen

Lisääntyvä aurinko- ja tuulienergian käyttö lisää säätöenergian tarvetta eli energian jota käytetään kun ei paista/tuule. Yleisimmin vanhat hiilivoimalat toimivat säätöenergian lähteenä. Optimaalista olisi jos hyvällä säällä (aurinkoisella/tuulisella) tuotettua ylimääräistä puhdasta energiaa voisi varastoida akkuun ja käyttää sitten tarvittaessa. Nykyisellä tekniikalla ei riittävän suurta kemiallista akkua ole mahdollista valmistaa mutta sähköä voidaan varastoida muutenkin esimerkiksi pumppaamalla vettä ylhäällä sijaitsevaan varastoon josta se lasketaan turbiinin läpi alas kun "akkua" puretaan.

Joukko energiayhtiöitä (mukana mm. Oulun Energia) suunnittelee lähivuosina suljetttavan Pyhäsalmen kaivoksen muuttamista tällaiseksi pumppuvoimala sähkövarastoksi. Pyhäsalmen suunnitelmassa yläaltaana toimisi kaivoksen avolouhos ja ala-allas olisi 1.4 kilometrin syvydessä maan alla. Vesi pumpataan alhaalta ylös sähkön ollessa halpaa (kuten yöllä) ja lasketaan turbiinien läpi alas kun kysyntä on suurta. Pyhäjärven laitoksen tehoksi on kaavailtu 200MW per yksikkö ja on mahdollista rakentaa useita yksiköitä. Tämän tyyppisiä pumppuvoimaloita maailmalla on useita mutta ne perustuvat kahden maanpäällisen altaan korkeuseroon.

Betonipalloakku

Yhdysvaltalaisen MIT yliopiston tutkijan ovat kehittäneet uuden tavan varastoida energiaa meren pohjaan upotettuihin betonipalloihin. Edullisille suurikapasiteettisille energiasäilöille on huutava tarve tuuli- ja aurinkovoiman tuotannon vaihtelujen tasaamiseen. Tuulisinä päivinä syntyvä ylimmääräinen energia voidaan käyttää meriveden pumppaamiseen onttojen 30 metristen betonipallojen sisältä. Kun tuuli laantuu ja energialle on tarvetta, pallon venttiili avataan ja vesi pääsee syöksymmään turbiininläpi takaisin palloon. Tutkijat laskevat, että 400 metrin syvyyteen upotettu pallo tuottaisi kuusi megawattituntia sähköä. Optimaalisin syvyys olisi 750 metriä. Varastoimisen kustannus kilowattituntia kohden olisi kilpailukykyinen markkinoilla. Nyt ollaan puuhaassa 3 metristä prototyyppiä.

Akkusaari

Tuulivoiman ongelmana on tuotannon epätasaisuus mutta ongelma on ratkaistavissa energiavaraston avulla. Kun tuulee paljon energiaa varastoidaan akkuun josta sitä voidaan käyttää kun ei tuule. Ongelma on siinä että tämän mittaluokan akun toteuttaminen kemiallisena Li-On tms akkuna olisi tolkuttoman kallista. Onneksi on muitakin tapoja.

Belgian valtio aikoo rakentaa Pohjanmerelle tuulienergian varastosaaren. Ylijäämä energia tuotannon huippuhetkiltä käytetään pumppaamaan vettä pois keinotekoisen saaren keskeltä. Kun tuulee vähän tai lainkaan, veden annetaan virrata takaisin alas sähköä generoivien turbiinien läpi. Näin tekosaari tasaa tuulisähkön epätasaista tuotantoa.

Suuren mittakaavan energiavarasto on ollut puheissa ja kehitteillä jo vuosia eri puolilla maailmaa, mutta Belgia näyttää olevan ensimmäinen, joka todella ryhtyy toteuttamaan hanketta. Näitä nähdään varmaan vielä lisää.