وقتی معادن متروکه جهان تبدیل به باتری‌ گرانشی می‌شوند

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، هنگامی که معدن از سنگ معدن خود خالی شد، دیگر هیچ فایده ای برای آن وجود ندارد - فقط به یک سوراخ متروکه در دل زمین تبدیل می شود. با این حال، طبق یک مطالعه جدید، شفت این معادن می‌تواند به عنوان باتری‌های گرانشی ذخیره‌کننده انرژی مورد استفاده قرار بگیرد.

 **باتری گرانشی چیست؟

به طور خلاصه، باتری گرانشی سیستمی است که در آن با رها کردن یک بار سنگین و افت آن الکتریسیته تولید می‌شود. برق تولید شده را می توان در مواقعی که نیاز شبکه شهری به برق زیاد است استفاده کرد. در مواقع دیگر، وقتی انرژی اضافی در شبکه وجود دارد، سیستم باتری گرانشی مقداری از آن انرژی را برای بالا کشیدن بار مصرف می‌کند و به طور موثر انرژی را برای استفاده بعدی ذخیره می‌کند.

 یکی از رایج ترین انواع این فناوری، سیستمی است که به عنوان سیستم هیدروالکتریک ذخیره سازی پمپی شناخته می شود. در این تنظیمات، آب از ارتفاع بالا آزاد می‌شود و با چرخاندن توربین‌ها در حین سرازیری، برق تولید می‌کند. هنگامی که انرژی اضافی در دسترس باشد، آب به نقطه شروع این چرخه پمپاژ می شود.

**تبدیل آسانسور و چاهک‌های معادن به باتری‌های گرانشی

سال گذشته، دانشمندان مؤسسه بین‌المللی تحلیل سیستم‌های کاربردی اتریش (IIASA) نوع دیگری از باتری گرانشی را پیشنهاد کردند. ایده اصلی این بود که آسانسورها در ساختمان‌های بلند از سیستم‌های ترمز احیاکننده برای تولید برق استفاده کنند و در عین حال بارهای وزنی را از طبقات بالاتر به طبقات پایین‌تر حمل می‌کنند.ربات های تریلر خودران بارها را در صورت نیاز به داخل و خارج آسانسور می کشند.

 این فرآیند ما را به سیستم ذخیره‌سازی انرژی گرانشی زیرزمینی (UGES) مبتنی بر معدن می‌رساند که اخیراً توسط همین محققان پیشنهاد شده است. آن‌ها به همین ترتیب از آسانسورها استفاده می‌کنند، اما این آسانسورها در چاهک‌های معادن بلااستفاده موجود هستند و ظروف پر از ماسه را بالا و پایین می‌برند.

مجموعه‌ای از واحدهای موتور/ژنراتور الکتریکی در دو طرف شفت هر آسانسور را به سمت بالا و پایین حرکت می‌دهند و از طریق ترمز احیاکننده در مسیر پایین، برق تولید می‌کنند و سپس مقداری از آن برق را در مسیر برگشت استفاده می‌کنند.

 برای حداکثر کارایی، آسانسورها می توانند بار شنی را در پایین شفت برداشته و سپس خالی به سطح شفت بازگردند. نیازی به گفتن نیست که در این سناریو، فضای ذخیره سازی در پایین شفت در نهایت با ماسه پر می شود. به همین دلیل، هنگامی که انرژی اضافی در شبکه وجود داشت، آسانسورها مجبور بودند مقداری از ماسه را به سمت بالا برگردانند. در این فرآیند ترکیبی از تسمه نقاله برقی و کامیون کمپرسی برای بارگیری و تخلیه استفاده می شود.

**ذخیره سازی ۷ تا ۷۰ تراوات ساعت انرژی با استفاده از UGES

 دانشمندان تخمین می زنند که UGES می تواند پتانسیل ذخیره سازی انرژی جهانی بین 7 تا 70 تراوات ساعت داشته باشد، و اکثر نیروگاه ها در کشورهایی مانند چین، هند، روسیه، آمریکا و... قرار دارند که در حال حاضر معادن متروکه زیادی دارند.

جولیان هانت، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: «وقتی یک معدن بسته می‌شود، هزاران کارگر را اخراج می‌کنند. معادن در حال حاضر زیرساخت های اولیه را دارند و به شبکه برق متصل هستند از این رو می‌توانند به طور قابل توجهی هزینه‌ها را کاهش دهند و اجرای نیروگاه های UGES را تسهیل کنند.

 این مقاله اخیراً در ژورنال Energies منتشر شده است.