США занимает ведущие позиции по производству электроэнергии из возобновляемых источников энергии. Но в то же время возникает довольно серьезная проблема с хранением полученной из альтернативных источников избыточной энергии для последующего ее использования в моменты пиковой нагрузки в сети.

Безусловным лидером в производстве солнечной электроэнергии выступает Калифорния, для которой комиссия по вопросам энергетики решила приобрести электрические аккумуляторы общей мощностью 200 МВт для хранения произведенных излишков. К концу десятилетия суммарная мощность таких батарей в штате должна составлять 1,3 ГВт.

Использование таких гигантских аккумуляторов позволит сглаживать пиковое потребление электричества. Но решение не идеальное, поскольку стоимость таких накопителей составляет миллионы долларов, а срок их применения ограничен из-за лимитированного количества циклов перезарядки батарей.

Вопрос с перераспределением излишков электроэнергии не нов. На гидроаккумулирующих станциях подобные пики снимаются при помощи закачки воды насосами в верхнее хранилище во время периода низкого потребления энергии с последующим ее использованием для генерации электричества в час пик. Калифорнийская компания Advanced Rail Energy Storage придумала оригинальный способ хранения полученной от солнечных электростанций энергии, применяя заложенный в гидроаккумулирующие станции принцип. В качестве накопительного энергоносителя компания решила использовать не воду, а железнодорожные платформы.

Принцип накопления энергии достаточно прост. В моменты наименьшего потребления энергии от солнечных и ветряных станций тяжело груженые вагоны перемещаются при помощи электровозов на гору. В ночные и вечерние часы с максимальным потреблением мощностей вагоны будут спускать вниз, а накопленная ими энергия будет вращать генератор электровоза и отдавать электричество в единую сеть.

По словам руководителя ARES Джеймса Келли, они решили объединить обычную железную дорогу с цифровой системой управления, что в результате позволило получить автоматизированную систему накопления энергии. Специалисты компании развернули прототип системы в горной местности Тахачапи. Такая аккумулирующая система позволяет накапливать намного больше энергии, чем аккумуляторные батареи, а стоимость ее строительства ниже в два раза, чем возведение ГАЭС. К тому же срок действия такой системы практически не ограничен и не требует значительных средств на поддержание ее работоспособности.

Компания ARES планирует возведение подобных энергоаккумулирующих систем емкостью до 24 ГВт. Все, что необходимо для ее создания — это подготовленные участки железнодорожных путей, расположенные на пологих длинных склонах. При этом показатель энергоэффективноститаких систем составляет порядка 85%, и, по словам специалистов компании, в будущем его можно значительно увеличить.

Исследователи компании ARES работают над созданием энергоаккумулирующей системы, состоящей из нескольких путей протяженностью 12 километров каждый. Электровоз будет затаскивать множество груженых платформ в часы с наименьшим потреблением энергии. По результатам исследований оказалось, что лучше всего для подобной накопительной системы подходят склоны с уклоном в 6-8%, с которых составы могут двигаться с постоянной скоростью порядка 30 км/ч. Найти такие места на местности не составляет особого труда, поэтому стоит ожидать массового внедрения подобных аккумулирующих систем по всему миру.