70 000 м3 води при температурі 80–90ºC: саме ця ідея спала на думку Данії для зберігання 3 300 000 кВт·год енергії з відновлюваних джерел.

Данія очолила розвиток технології, яка поки що майже не використовується поза енергетичною галуззю: так званих гроплагерів — великих ємностей для термічного зберігання, заповнених гарячою водою.

У них можна зберігати енергію, отриману від залишкового тепла, сонячної енергії чи електричних надлишків, з метою розділення виробництва та споживання та перенесення доступності тепла у момент, коли воно буде найкориснішим або найдешевшим.

Величезний данський резервуар для опалення

Найяскравішим прикладом є Гьое Тааструп – населений пункт, розташований на північному сході Копенгагена. Там функціонує басейн з гарячою водою об’ємом 70 000 кубічних метрів із запасною ємністю 3 300 МВт·год.

Він не підключений до конкретного джерела тепла, а до основного транспортного каналу міської системи опалення столиці Данії, тож надлишок тепла, накопичений у цій трубі, може зберігатися та використовуватися пізніше, коли інші варіанти опалення є дорожчими.

Логіка системи проста: коли електроенергія дешева, компанії з районного опалення можуть увімкнути електричні котли чи теплові насоси для виробництва гарячої води, а надлишок зберігається у басейні. Пізніше, коли ціна енергії зростає, накопичене тепло повертається до мережі.

Ця енергія також може походити від сонячного тепла, залишкового тепла чи надлишків електроенергії від вітрових та сонячних електростанцій, які живлять теплові насоси або електричні котли. У резервуарі Høje Taastrup температура води становить близько 80–90 градусів.

Aalborg CSP – компанія, яка спеціалізується на розробці інтегрованих енергетичних рішень на основі теплового зберігання – стверджує, що ця технологія надає гнучкості компаніям з опалення, оскільки дозволяє їм зберігати теплову енергію, коли ціна електроенергії низька, та використовувати її, коли ціна підвищується.

Компанія проєктує та постачає комплексні рішення для інтегрованих енергетичних систем, які ґрунтуються на великих теплових насосах та тепловому зберіганні. На практиці такий резервуар діє як теплова батарея, яка допомагає збалансувати пропозицію та попит у міській мережі.

Основна технічна проблема полягає у кришці резервуара. Компанія Aalborg CSP запатентувала два рішення для цієї кришки, яка виконує функцію ізоляційного бар’єру. Це конструкція, проникна для пари, розроблена так, щоб пара могла підніматися крізь ізольовану систему, а також розділена на секції для захисту від дощу та снігу, які осідають на поверхні. У випадку проекту Høje Taastrup ця верхня плита займає 11 000 квадратних метрів та складається з 10 секцій; кожна з них має насосну скважину для відкачування води з кришки. Компанія стверджує, що така конструкція значно зменшує втрати тепла та операційні витрати.

Робота каналу також порушила класичну схему цих складів, які протягом десятиліть проектувалися так, щоб заповнюватися влітку та спорожнюватися взимку. У Хьое Тааструп оператори виконують близько 30 циклів на рік, що підвищує рентабельність інвестицій та зменшує теплові втрати, оскільки вода залишається в резервуарі менше часу. Сама компанія стверджує, що чим більше циклів завантаження та розвантаження, тим швидше окупається інфраструктура.

Наступним кроком, який розглядає Aalborg CSP, є встановлення сонячних панелей на дах котловану. Ідея полягає у подвійному використанні цієї території: з одного боку — зберігання тепла, а з іншого — виробництво електроенергії. Ця пропозиція відповідає ширшій концепції ефективної енергетичної інфраструктури, у якій одна й та сама поверхня використовується для кількох функцій та зменшує навантаження на доступні земельні ресурси.

Швеція з інтересом стежить за цією технологією

Кріс Бейлс, професор інженерії енергетики в Університеті Даларни, нагадує, що, згідно з дослідженням, проведеним спільно з Університетом Гальмстада, понад 200 шведських міст мають сприятливі геологічні умови для масштабного зберігання тепла.

Він додає, що переважна більшість міських систем опалення країни має потенційні зони для зберігання тепла на розумній відстані від мережі, хоча багато з них занадто малі, щоб проект був економічно доцільним. У таких випадках, каже він, може бути доцільніше використовувати накопичувальний резервуар. Він також зазначає, що за наявності гроплагера легше під’єднати інші джерела тепла, такі як залишкове тепло місцевих промислових підприємств.