Miten sähköä varastoidaan?

Sähkön suora varastoiminen ei ole mahdollista. Mutta sähköä voidaan muuntaa muuksi energiaksi, joka voidaan sitten muuntaa takaisin sähköksi.

Yksi “varastointitapa” on pumpata vettä varastoon jonnekin korkealle. Sitten kun sähköä tarvitaan, vesi vapautetaan korkealta ja sen liike-energia muutetaan sähköksi.

Tällaisia sähkönvarastointimekanismeja kehitellään koko ajan, jotta ne olisivat päteviä suuressa mittakaavassa, ja auttaisivat esimerkiksi sähköpulan iskiessä.

Tuotettu sähkö käytetään heti

Kun laitat sähkölampun päälle tai käynnistät television, käyttämäsi sähkö on tuotettu juuri sillä sekunnilla!

Sähköä kun ei voida varastoida, se tulee käyttää heti.

Sähkönsiirto Suomessa

Tämän takia tuotantolaitosten ja sähköyhtiöiden on tiedettävä mahdollisimman tarkkaan kuinka paljon Suomessa käytetään sähköä minäkin kellonaikana.

Lue myös: miten sähkönsiirto toimii?

Koska tuotettu sähkö on käytettävä heti, ylijäämäsähkö on pakko ohjata jonnekin muualle käytettäväksi. Toisaalta sähköntuotanto ei voi olla alijäämäinenkään, sillä tällöin sähkö, joka on jokaisen perustarve, ei olisi saatavilla kaikissa kotitalouksissa.

Suomen sähköverkon on siis jatkuvasti oltava tasapainotilassa, jossa kulutus ja tuotanto ovat lähes yhtä suuret.

Sähkön varastointi on haasteellista

Jos sähkön varastoiminen olisi helppoa, sähkönkulutus ja hinnoittelu muuttuisi oleellisesti.

Tällöin sähköä voitaisiin varastoida kylmien talvipäivien varalle, ja käyttää silloin kun tuotantolaitokset ovat maksimikuormituksella. Tämä auttaisi esimerkiksi tasaamaan valtavia sähkön hintapiikkejä.

Pörssisähkön hinnasto

Tämä on se suunta mihin koko ajan mennään, mutta toistaiseksi sähkön varastoiminen on varsin haastavaa suuressa mittakaavassa.

Esimerkiksi noin neljännes Suomen uusiutuvasta sähköntuotannosta on tuuli- tai aurinkovoimaa. Nämä ovat luonnollisesti täysin riippuvaisia sääolosuhteista.

Tuulivoimaloita

Sääriippuvaisten sähköntuotantomekanismien yleistyessä sähkön varastoiminen on entistäkin tärkeämpää. Jos tyyni ja pilvinen jakso yllättää, jollain tavalla pitää paikata tuuli- ja aurinkovoiman puute.

Tällä hetkellä sähköä varastoidaan kemiallisena energiana akkuihin tai paristoihin. Mutta näihin taltioitu energia on varsin minimaalista ja ei mitenkään riitä kulutuksen vaihteluiden tasaaamiseen.

Tämä on kuitenkin niin kallista, että on itse asiassa taloudellisempaa rakentaa ylisuuri tuulivoimala kapasiteetiltaan ja päästää ylijäämäsähkö hukkaan.

Ylijäämäsähkön muuntaminenn lämmöksi on noin 100 kertaa halvempaa kuin sen varastoiminen sähkönä akkuihin.

Ainakin toistaiseksi laajemmat sähkönvarastointiratkaisut perustuvat sähkön muuntamisesta muihin energiamuotoihin.

Vesipumppu vie voiton

Sähkön varastoiminen on talodellisinta kun sähkö muutetaan muuksi energian muodoksi, kuten potentiaalienergiaksi pumppuvoimalaitoksissa.

Idea on yksinkertainen. Pumpataan vettä sähköllä korkealle, jolloin sen potentiaalienergia kasvaa. Ja kun tarve vaatii, vesi voidaan pudottaa alas, ja muuntaa takaisin sähköksi vauhtipyörällä.

Tämä vesipumppumetodi onkin tällä hetkellä tehokkain laajan mittakaavan sähkönvarastointimekanismi.

Vesipumppusähkö

Pumppuvoimalaitokset vastaavat noin 99% Euroopan sähköverkon varastointikapasiteetista. Toisin sanoen yksikään muu varastointimekanismi ei ole lähellekään niin hyvä kuin vesipumput.

Mutta tämä ei suinkaan tarkoita, että tilanne olisi sama tulevaisuudessa. Sähkönvarastointimekanismeja kehitellään jatkuvasti, ja tilanne voi joskus muuttua.

Sähkön varastointimenetelmiä

Tässä pari energianvarastointitapaa:

1. Maanalaiset vesialtaat

Sähköä voidaan varastoida maanalaisiin vesialtaisiin. Veden lämmitys tapahtuu esimerkiksi ottamalla lämpöä talteen jätevedestä ja lämpöpumpuilla.

Maanalainen vesivarasto

Toki varastoon voidaan myös ottaa kylmää vettä, jolla voidaan viilentää asuntoja tai kauppakeskuksia.

2. Liike-energia

Sähköä voidaan varastoida liikkeenä. Sähkömoottorilla voidaan laittaa erittäin painava kiekko pyörimään, jolloin iso määrä sähköä muuntuu liike-energiaksi.

Pyörivä kiekko

Kun energia halutaan talteen, se voidaan muuntaa takaisin sähköksi generaattorilla.

3. Akut

Akut auttavat lyhyen aikavälin sähkönvarastoimisen kanssa. Akuissa sähköä muunnetaan kemialliseksi energiaksi. Monesti tällöin puhutaan, että sähköä varastoidaan sähkönä.

Yllättävän tehokas akku löytyy yhä useammin ja useammin sähköautosta. Monesti sähköautossa voi olla kymmenien kilowattituntien akku, jonka voi vapauttaa omaan käyttöön koska vain.

Sähköauton akku

Lue myös

Sähkönsiirto

Miten sähkön hinta muodostuu?