ÁoCác nhà nghiên cứu phát triển hệ thống sử dụng nhà chọc trời để tạo ra pin trọng lực, giúp lưu trữ năng lượng tái tạo với chi phí rẻ.
Mô phỏng hệ thống lưu trữ năng lượng LEST. Ảnh: IIASA
Ý tưởng của nhóm nghiên cứu ở Viện phân tích hệ thống ứng dụng quốc tế (IIASA) tại Vienna, Austria, dựa trên thực tế năng lượng tái tạo dư thừa có thể được lưu trữ dưới dạng thế năng, bằng cách nâng vật nặng lên điểm cao hơn. Sau đó, năng lượng có thể được giải phóng thông qua sử dụng trọng lực để chạy máy phát. Nhóm nghiên cứu đã xem xét độ cao và vị trí của các tòa nhà chọc trời, nhận thấy tiềm năng lớn từ hệ thống lưu trữ năng lượng này.
Hệ thống lưu trữ năng lượng nâng (LEST) sẽ sử dụng thang máy sẵn có trong những tòa nhà cao tầng. Nhiều thang máy được thiết kế với hệ thống phanh tái tạo có thể thu thập năng lượng khi thang máy đi xuống và có thể xem như máy phát điện lắp đặt trước. LEST cũng tận dụng không gian trống trong tòa nhà, ở gần chân và nóc công trình.
LEST có thể tận dụng thời gian rảnh của thang máy để di chuyển vật nặng như container chứa cát ướt từ chân tòa nhà lên tới nóc khi có năng lượng tái tạo dư thừa và từ nóc tới chân tòa nhà khi cần dùng năng lượng đó hoặc đưa trở lại mạng lưới điện.
Nhóm nghiên cứu IIASA đề xuất xây dựng một loạt robot xe kéo tự động để thu gom vật nặng và kéo ra/vào thang máy khi cần. Các robot có thể đặt dọc hàng lang hoặc trong văn phòng trống. Ngoài ra, vật nặng phải không quá cồng kềnh để tránh cản trở mọi người vào thang máy. Robot cũng được lập trình để ra ngoài nếu có khách bước vào và thang máy trở nên quá tải. Những thuật toán có thể xác định thời điểm phù hợp nhất để đưa vật nặng lên cao và khi nào cần thu thập năng lượng dự trữ mà không khiến người trong tòa nhà phải chờ thang máy lâu.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Energy, nhóm nghiên cứu cho biết thang máy thông minh sử dụng động cơ giảm tốc đồng bộ nam châm vĩnh cửu hiện đại có thể vận hành với hiệu quả gần 92%, trong điều kiện thang máy đầy tải và đi xuống ở tốc độ tối ưu để sản sinh năng lượng. Nếu cần lượng lớn năng lượng trong thời gian ngắn, thang máy có thể được cài đặt để đi xuống nhanh hơn. Hệ thống LEST thậm chí có thể cho hiệu quả cao hơn nếu dùng thang máy từ không dây cáp.
Nhiều công nghệ lưu trữ năng lượng đang được phát triển, nhưng LEST có một số đặc điểm độc đáo có thể mang lại lợi thế. Đầu tiên, hệ thống nằm giữa thành phố, sử dụng những công trình nhà chọc trời sẵn có, giúp cắt giảm chi phí. Hệ thống có thể lưu trữ năng lượng vào mùa hè, sau đó giải phóng dần nguồn năng lượng dự trữ vào mùa đông. Chi phí lưu trữ năng lượng theo công suất lắp đặt của LEST vào khoảng 21 - 128 USD/kWh, chủ yếu phụ thuộc chiều cao của tòa nhà. Nhóm nghiên cứu IIASA ước tính các tòa nhà cao tầng trên thế giới hiện nay có thể lưu trữ 30 - 300 gigawatt giờ điện, đủ để thành phố New York sử dụng trong một tháng ở tốc độ tiêu thụ điện hiện nay.
An Khang (Theo New Atlas
