Światła świecą nawet po zachodzie słońca

Odnawialne źródła energii to przyszłość. Jednak podczas gdy konwencjonalne elektrownie wykorzystują turbiny, aby wyrównać wszelkie wahania podaży i popytu, większość odnawialnych źródeł energii ich nie ma. Rozwiązaniem może być koło zamachowe. Działa ono w próżni wytwarzanej przez pompę próżniową firmy Busch.

Bezwładność. Jest to ważne zjawisko fizyczne, które pozwala nam jeździć na rowerze bez upadku, gdy przestajemy pedałować, i dzięki któremu samochód porusza się nawet po zdjęciu stopy z pedału gazu. To samo zjawisko zachodzi w elektrowniach. Na przykład w elektrowni węglowej węgiel jest spalany w celu odparowania wody. Wytwarzana para jest wykorzystywana do wprawiania turbin w setki obrotów na minutę. Wszystkie turbiny obracają się stale z dokładnie taką samą częstotliwością, zgodną z siecią elektroenergetyczną, którą zasilają. Konwencjonalne elektrownie zostały zaprojektowane tak, aby wytwarzać stałą ilość energii elektrycznej, a dzięki turbinom są w stanie niwelować wahania zapotrzebowania na energię. Dzięki temu nasza sieć elektroenergetyczna pozostaje stabilna, a nasze światła pozostają włączone.

Problem odnawialnych źródeł energii

Za każdym razem, gdy energia jest pobierana z sieci, nawet po włączeniu zwykłego światła, częstotliwość spada. Sieć musi być w stanie skompensować tę zmianę częstotliwości. Inaczej światła mogą migotać, a urządzenia działać nieprawidłowo. Spadki częstotliwości mogą nie tylko irytować w domu, ale także zagrażać życiu w innych sytuacjach, np. w szpitalach.

Jednak energia odnawialna ze swej natury jest zmienna. Słońce znika za chmurą, wiatr się uspokaja, przypływy ustępują, występują okresy słabych opadów. A ponieważ większość metod nie zapewnia napędu turbin, które mogłyby ustabilizować zasilanie, te bardziej ekologiczne źródła mogą powodować problemy dla sieci.

Beztarciowe rozwiązanie

Odnawialne źródła energii, takie jak panele słoneczne, wytwarzają prąd stały. Natomiast sieć elektroenergetyczna działa na prąd zmienny. Dlatego prąd dostarczany ze źródeł odnawialnych musi być najpierw przekształcany za pomocą przetwornika prądu zmiennego. Jednak pozostaje problem braku stabilności. Jednym ze sposobów stabilizacji energii odnawialnej jest użycie dużego, ciężkiego koła zamachowego. Wytworzona energia elektryczna jest wykorzystywana do utrzymania tego koła zamachowego w ruchu, podobnie jak para wodna napędza turbinę. Aby zapewnić płynną pracę koła zamachowego i absolutnie minimalne straty energii kinetycznej spowodowane tarciem, jest ono utrzymywane w próżni.

Jeśli zapotrzebowanie na moc wzrośnie lub moc wytwarzana przez źródła energii odnawialnej spadnie, sieć pobiera energię z koła. Bezwładność koła zamachowego umożliwia przenoszenie energii z tą samą częstotliwością przez krótki czas – na tyle długo, aby inne źródła energii mogły zareagować na deficyt energii i dostarczyć ją, zapewniając stabilność sieci.