ระบบกักเก็บพลังงานด้วยตุ้มถ่วงน้ำหนักใต้ดินเตรียมเริ่มทดลองใช้งานในปี 2021
อีกหนึ่งรูปแบบของระบบกักเก็บพลังงานที่กำลังแข่งขันกันเพื่อมาทดแทนระบบที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม 🧐🔋
ปัจจุบันการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานหมุนเวียนเริ่มมีการติดตั้งมากขึ้นในทุกพื้นที่ทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นแสงแดดหรือลม
แต่ด้วยความไม่แน่นอนในการผลิตกระแสไฟฟ้าทำให้พลังงานหมุนเวียนประเภทนี้ต้องมีการนำมาใช้ควบคู่กับระบบกักเก็บพลังงานถึงจะสามารถทดแทนโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในปัจจุบันในแง่ของความเชื่อถือได้ในกำลังการผลิต
กังหันลมผลิตไฟแล้วเก็บไว้ในแบตเตอรี่จึงจะสามารถทดแทนโรงไฟฟ้าแบบเดิมได้อย่างสมบูรณ์แบบในมุมด้านความมั่นคงของระบบไฟฟ้า
ซึ่งการติดตั้งโรงไฟฟ้าแบตเตอรี่เพื่อเก็บไฟไว้ใช้ภายหลังที่มีความต้องการในระบบนั้นย่อมมีค่าใช้จ่าย แม้ว่าปัจจุบันต้นทุนแบตเตอรี่จะถูกลงกว่าแต่ก่อนมากก็ตาม
การที่พลังงานหมุนเวียนจะมาทดแทนโรงไฟฟ้าแบบเก่าได้อย่างสมบูรณ์ระบบกักเก็บพลังงานนั้นจำเป็นอย่างยิ่ง
ทำให้เกิดการแข่งขันในการพัฒนาเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานรูปแบบต่าง ๆ ที่จะทำให้มีต้นทุนต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้กันอยู่
ไม่ว่าจะเป็นการกักเก็บพลังงานด้วยอากาศเหลว, ล้อช่วยแรง (Giant Fly Wheel), vanadium redox flow batteries ฯลฯ
รวมถึงระบบกักเก็บพลังงานที่มีใช้อยู่แล้วในปัจจุบันอย่างเช่น ระบบการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำแบบสูบกลับอย่างที่เขื่อนท่าทุ่งนาและเขื่อนลำตะคอง แต่ก็ยังมีต้นทุนสูงและการตอบสนองต่อความต้องการใช้ไฟในระบบที่ยังช้าอยู่
Gravity-Based Energy Storage
มาวันนี้อีกระบบกักเก็บพลังงานที่ใช้หลักการง่าย ๆ โดยอาศัยแรงโน้มถ่วงทำหน้าที่กักเก็บพลังงานหรือ Gravity-Based Energy Storage system ก็กำลังจะเริ่มทำการเดินเครื่องทดสอบในสกอตแลนด์แล้วในปีหน้านี้
พัฒนาโดย Gravitricity บริษัทสัญชาติอังกฤษในการออกแบบสถานีกักเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วยตุ้มถ่วงน้ำหนัก
โดยมีหลักการทำงานง่าย ๆ เลยครับ ช่วงไฟที่ผลิตได้ในระบบเกินความต้องการใช้ไฟ มอเตอร์จะหมุนรอกยกน้ำหนักขึ้นมาไว้ที่ด้านบนของหลุม เพื่อสะสมพลังงานรอไว้ใช้งานภายหลัง
เวลาจะใช้ไฟก็ปล่อยตุ้มทิ้งดิ่งเลย ซึ่งตุ้มน้ำหนักก็จะดึงให้รอกไปหมุนแกนเพลาที่ต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อจ่ายกระแสไฟออกมา
ซึ่งการทิ้งดิ่งนี้ทำให้ระบบนี้สามารถปล่อยพลังงานที่สะสมเอาไว้ออกได้จนเต็มกำลังจ่ายออกภายในเวลาไม่ถึง 1 วินาที ซึ่งจะช่วยระบบได้มากเพราะตอบสนองการจ่ายไฟให้ระบบได้เร็วมาก ๆ
แถมข้อดีอีกอย่างเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่คือมันไม่มีวันเสื่อมสภาพ ก็แค่ตุ้มน้ำหนักยกขึ้นยกลง โอเคอาจมีรอกสึกบ้างแต่ก็ไม่เท่าแบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพต้องโยนทิ้ง แถมยังสร้างปัญหาในการกำจัดอีก
นั่นทำให้ต้นทุนการกักเก็บพลังงานต่อหน่วยตลอดอายุการใช้งาน (Levelised cost of storage หรือ LCOS) ต่ำกว่าระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีต้นทุนต่ำที่สุดในปัจจุบัน
ทั้งนี้ไม่ใช้ Gravitricity เจ้าเดียวที่มองเห็นศักยภาพของระบบกักเก็บพลังงานโดยอาศัยแรงโน้มถ่วง ยังมี Energy Vault ก็เคยเสนอไอเดียหอคอยกักเก็บพลังงานด้วยแท่งคอนกรีตมาแล้ว
หอคอยกักเก็บพลังงานของ Energy Vault
Gravitricity นั้นประเมินว่าสำหรับสถานีกักเก็บพลังงานขนาด 10 MW ถ้าเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมจะมีต้นทุนอยู่ที่ 367 เหรียญฯ ต่อ MWh แต่ระบบของ Gravitricity นั้นจะมีต้นทุนอยู่ที่ 171 เหรียญฯ ต่อ MWh ถูกกันกว่าครึ่งเลยทีเดียว
สำหรับโปรเจคต้นแบบของ Gravitricity ที่มีแผนเดินเครื่องทดสอบในปีหน้านั้นจะมีความสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าได้ 250 KW โดยใช้ตุ้มน้ำหนัก 25 ตันยกขึ้น-ลง ในระยะ 16 เมตร
หน้าตาของชุดทดสอบตัวต้นแบบ
ซึ่งผลจากการทดสอบที่ได้ Gravitricity จะนำไปใช้ในการออกแบบและสร้างสถานีกักเก็บพลังงานขนาด 4 MW สำหรับใช้งานจริงต่อไปในอนาคต
แข่งกันเยอะ ๆ สร้างเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน รอดูครับว่าสุดท้ายแล้วเทคโนโลยีแบบไหนจะมาแทนแบตเตอรี่ลิเธียมเจ้าปัญหาได้บ้าง 😉👍
Source:
- 39
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
