Het grootste probleem met hernieuwbare energie is dat wanneer het zonlicht of de wind wegvalt, de stroom ook wegvalt. Je hebt batterijen nodig om overtollige stroom voor die tijd op te slaan, maar niet alle “batterijen” hoeven chemisch te zijn: gebruik gewoon de zwaartekracht!
De vloek van overvloed
Stel dat u de vooruitgang van oplossingen voor hernieuwbare energie, zoals zonne-energie, niet hebt bijgehouden. Dan denk je misschien dat de grootste uitdaging is om voldoende stroom uit zon en wind te halen, maar vaak is het tegendeel waar.
Wanneer uw hernieuwbare energiebron meer stroom opwekt dan u nodig heeft, moet u deze gebruiken of verliezen. Dit is de reden waarom netgekoppelde zonnewoninginstallaties stroom kunnen terugleveren aan het net, en u kunt er zelfs voor worden betaald!
Off-grid zonnehuisinstallaties gebruiken batterijarrays om overtollige energie op te slaan, zodat deze ’s nachts of als het bewolkt is, kan worden gebruikt. Speciale deep-cycle loodzuurbatterijen zijn populair voor dit gebruik, maar op lithium gebaseerde oplossingen zoals de Tesla Power-muur worden tegenwoordig een betere oplossing.
Of het nu gaat om loodzuur of lithium, deze batterijen slaan energie op met behulp van een elektrochemisch proces, maar wat als u stroom zou kunnen opslaan en vrijgeven zonder een elektrolyt nodig te hebben?
Zwaartekrachtbatterijen hebben potentieel (energie)
Hier komt het idee van een zwaartekrachtbatterij om de hoek kijken. Zwaartekracht is die kracht die ons stevig op de grond houdt. Het is waarom “wat omhoog gaat, moet naar beneden komen.” Het overwinnen van de zwaartekracht kost enorm veel energie. Je hebt een chemische raket ter grootte van een gebouw nodig om een relatief klein ruimteschip met een paar astronauten aan boord in een baan om de aarde te lanceren.
Wanneer je een voorwerp op een tafel tilt, worden de calorieën die je verbrandt om het op te tillen, omgezet in potentiële energie, die nu in dat voorwerp wordt opgeslagen. Als uw kat dat voorwerp later van de tafel stoot, komt die potentiële energie vrij als het voorwerp terug op de grond valt.
Een zwaartekrachtbatterij zet die potentiële energie om in elektriciteit, maar er zijn veel verschillende manieren om potentiële energie om te zetten in elektrische energie.
Verschillende soorten zwaartekrachtbatterijen
Het meest voorkomende voorbeeld van een zwaartekrachtbatterij van vandaag is er ook een die al op grote schaal wordt gebruikt. Energiebedrijven pompen water in verhoogde reservoirs om energie op te slaan. Later, wanneer ze toegang willen tot die energie, wordt het water vrijgegeven en stroomt het naar een ander reservoir, dat door een hydro-elektrische turbine stroomt voordat het daar aankomt. Deze waterpompturbinesystemen werken goed, maar er zijn maar een beperkt aantal plaatsen waar je ze kunt bouwen, om nog maar te zwijgen van het feit dat ze niet echt op een bruikbare manier worden verkleind.
Er zijn bedrijven zoals Gravitricity die grote zwaartekrachtbatterijen bouwen die overal kunnen worden opgesteld, in tegenstelling tot waterreservoiroplossingen. Hun demonstratieopstelling gebruikt twee gewichten van 25 ton in een opstelling van 15 meter (49,21 ft) om 250 kW vermogen te leveren. Het bedrijf beweert dat zijn technologie kan worden opgeschaald tot 20 MW en dat zijn systemen een ontwerplevensduur van 50 jaar hebben.
Het voordeel van deze systemen is dat u in korte tijd veel stroom kunt produceren of gedurende lange perioden kleine hoeveelheden. Het is ook geweldig als een manier om ervoor te zorgen dat er stroom is als uw hernieuwbare energiebronnen een tijdelijke dip hebben, aangezien het minder dan een seconde duurt om het volledige vermogen te bereiken. Het belangrijkste is dat het op de lange termijn goedkoper is dan installaties met lithiumbatterijen die vergelijkbare prestaties leveren, dus het heeft de aandacht getrokken van producenten van hernieuwbare energie!
Op kleine schaal zijn er producten zoals het (inmiddels ter ziele gegane) Gravity Light, waarbij het optillen van een gewicht ongeveer 20 minuten licht geeft en de noodzaak van gevaarlijke petroleumverlichting overbodig wordt.
Zwaartekrachtbatterijen zijn waarschijnlijk een belangrijk onderdeel van een praktisch en duurzaam hernieuwbaar energienet dankzij hun eenvoud en potentiële levensduur.
