دولت های ایالات متحده و آلمان 7.7 میلیون دلار برای تامین مالی یک پروژه آزمایشی پیشگام که از چاپ بتن سه بعدی برای ساختن یک تاسیسات ذخیره سازی آب پمپاژ شده زیر دریا در کف اقیانوس استفاده می کند، متعهد شده اند. این پروژه منحصر به فرد، فناوری پیشرفته Sperra مستقر در کالیفرنیا را با تخصص موسسه Fraunhofer برای اقتصاد انرژی و فناوری سیستم انرژی (Fraunhofer IEE) و Pleuger Industries ترکیب می کند. این پروژه آزمایشی برای استقرار در سواحل جنوب کالیفرنیا برنامه ریزی شده است و هدف آن ارائه یک رویکرد جدید برای ذخیره انرژی است که از اعماق اقیانوس استفاده می کند.
مفهوم ذخیره انرژی در زیر آب
Fraunhofer IEE از سال 2012 سیستم ذخیره انرژی زیردریایی خود را با نام StEnSea (انرژی ذخیره شده در دریا) توسعه داده است. این مفهوم، اصول نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده سنتی را با کف دریا تطبیق می دهد و از فشار بسیار زیاد آب عمیق برای ذخیره انرژی کارآمد استفاده می کند. . در قلب سیستم StenSea یک کره بتنی توخالی عظیم با وزن 400 تن است که با بتن پیشرفته چاپ سه بعدی ساخته شده است. این کره که بین 500 تا 600 متر زیر سطح لنگر انداخته است، می تواند انرژی را با پمپاژ آب به داخل و خارج ذخیره و آزاد کند.
برای ذخیره انرژی، یک توربین پمپ الکتریکی که توسط Pleuger طراحی شده است، آب را از کره خارج می کند و به طور موثر آن را شارژ می کند. هنگامی که انرژی مورد نیاز است، آب به کره برمی گردد و پمپ ها را به توربین هایی تبدیل می کند که برق تولید می کنند. طبق گفته پلوگر، «این روش نوآورانه عملکرد انرژی آبی ذخیره‌سازی پمپ شده سنتی را منعکس می‌کند، اما آن را برای محیط زیر دریا تطبیق می‌دهد، و از فشار اقیانوس برای ذخیره و آزادسازی کارآمد انرژی استفاده می‌کند». این راه‌اندازی زیردریایی همچنین فرصت‌هایی را برای ادغام با منابع انرژی تجدیدپذیر فراساحلی مانند تاسیسات خورشیدی بادی و شناور ارائه می‌دهد.
پروژه آزمایشی و برنامه های آینده
پس از آزمایش موفقیت آمیز یک مدل کوچکتر در دریاچه کنستانس، آلمان، فراونهوفر و شرکای آن نمونه اولیه بزرگتر 500 کیلووات/400 کیلووات ساعت را در سواحل لانگ بیچ، نزدیک لس آنجلس، کالیفرنیا خواهند ساخت. کره بتنی پرینت سه بعدی برای این پایلوت توسط Sperra، متخصص چاپ بتن سه بعدی برای کاربردهای انرژی تجدیدپذیر تولید خواهد شد.
دکتر برنهارد ارنست، مدیر ارشد پروژه در Fraunhofer IEE توضیح می‌دهد: «نیروگاه‌های ذخیره‌سازی تلمبه‌ای مخصوصاً برای ذخیره‌سازی برق برای چند ساعت تا چند روز مناسب هستند. با این حال، پتانسیل گسترش آنها در سراسر جهان به شدت محدود است. با انتقال اصل کارکردی آنها به بستر دریا، با محدودیت‌های طبیعی و زیست‌محیطی کمتری مواجه می‌شویم و احتمالاً پذیرش عمومی به طور قابل توجهی بالاتر خواهد بود.»
افزایش پیش‌بینی‌شده نیازهای ذخیره‌سازی انرژی به دلیل انتقال انرژی جهانی، پروژه‌هایی مانند StEnSea را حیاتی می‌کند. ارنست افزود: “با ذخیره سازی کروی StenSea، ما یک فناوری مقرون به صرفه را توسعه داده ایم که به ویژه برای ذخیره سازی کوتاه تا میان مدت مناسب است.” با اجرای آزمایشی در سواحل ایالات متحده، ما در حال برداشتن یک گام بزرگ به سوی مقیاس‌بندی و تجاری‌سازی این مفهوم ذخیره‌سازی هستیم.»
حمایت مالی بین المللی
این پروژه حمایت قابل توجهی از سوی دولت های ایالات متحده و آلمان دریافت کرد. دفتر فناوری های انرژی آب وزارت انرژی ایالات متحده (WPTO) به Sperra کمک مالی 4 میلیون دلاری برای پیشرفت فناوری چاپ بتن سه بعدی خود برای استفاده در برنامه های ذخیره سازی پمپ شده زیر دریا اعطا کرد. این بودجه، به نوبه خود، کمک مالی 3.7 میلیون دلاری اضافی از وزارت امور اقتصادی و اقدام اقلیمی آلمان برای حمایت از نقش Fraunhofer IEE و Pleuger Industries در این پروژه کرد.
جیسون کوترل، مدیرعامل و بنیانگذار Sperra گفت: «این پروژه یک گام بزرگ رو به جلو در تحقق پتانسیل کامل ذخیره انرژی برای کربن زدایی شبکه الکتریکی ما است.
منبع: reneweconomy.com.au
منبع: https://3dprinting.com/news/us-and-germany-support-innovative-3d-printed-subsea-pumped-hydro-storage-pilot/
