Tạo ra điện từ thang máy trong các tòa nhà cao tầng

Các nhà nghiên cứu từ Viện Phân tích Hệ thống Ứng dụng Quốc tế (Institute for Applied Systems Analysis - IIASA) đã đưa ra sáng kiến về một hệ thống dựa trên trọng lực, sử dụng thang máy trong các tòa nhà cao tầng để tạo ra và lưu trữ điện.

Hệ thống được đặt tên là Lift Energy Storage Technology - LEST, sẽ hoạt động dựa trên thang máy hiện có sẵn trong các tòa nhà.

Khi không được sử dụng để vận chuyển người, một thiết bị tự hành sẽ đưa các thùng chứa cát ướt hoặc các vật liệu nặng khác vào thang máy và vận chuyển chúng giữa tầng dưới cùng và trên cùng. Nhiều thang máy được trang bị hệ thống phanh tái tạo, có thể thu thập năng lượng. Hệ thống phanh tái tạo trên thang máy, hiệu quả nhất khi mang tải nặng, sẽ tạo ra điện có thể được lưu trữ tại chỗ và sử dụng khi cần thiết.

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng có hơn 18 triệu thang máy đang hoạt động trên khắp thế giới và nhiều trong số đó thường không hoạt động trong một khoảng thời gian đáng kể.

Tác giả chính của nghiên cứu, Julian Hunt, cho biết anh có ý tưởng này sau khi chuyển đến một căn hộ trên tầng 14 và dành nhiều thời gian đi thang máy lên xuống.

Về cơ bản, LEST sẽ tận dụng mọi thời không có người dùng của thang máy, bằng cách di chuyển các vật nặng - như thùng chứa cát ướt lớn - từ dưới cùng của tòa nhà lên trên đỉnh, khi có năng lượng tái tạo dư thừa và từ trên xuống dưới, khi năng lượng đó có thể được sử dụng hoặc đưa trở lại vào lưới điện.

Nhóm IIASA đã đề xuất chế tạo một loạt robot kéo tự động cho công việc đưa các vật nặng vào và ra khỏi thang máy. Chúng có thể được lưu trữ dọc theo các hành lang, hoặc trong các căn hộ hoặc văn phòng trống,...

Sẽ có các cơ chế bảo vệ để người dùng thang máy không gặp nguy hiểm nếu dùng thang khi nó đang trong quá trình di chuyển vật nặng để tạo điện. Vật nặng phải không quá cồng kềnh để tránh cản trở mọi người vào thang máy. Robot cũng được lập trình để di chuyển ra ngoài nếu có khách bước vào và thang máy trở nên quá tải.

Các thuật toán có thể xác định thời điểm thích hợp nhất để nâng vật nặng lên cao và thời điểm thu hoạch năng lượng tích trữ, mà không để người dùng phải chờ đợi thang máy.

Chi phí lưu trữ năng lượng theo công suất lắp đặt của LEST ước tính vào khoảng 21-128 USD cho mỗi kWh, phần lớn phụ thuộc vào chiều cao của tòa nhà. Để so sánh, Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Mỹ đã ước tính chi phí công suất lắp đặt của các hệ thống pin 4 giờ là 345 USD/kWh vào năm 2020, họ dự kiến con số này sẽ không giảm xuống dưới 100 USD/kWh cho đến cuối những năm 2040.

Nhóm IIASA ước tính rằng các tòa nhà cao tầng hiện nay có thể được chuyển đổi thành nơi lưu trữ 30 đến 300 gigawatt giờ điện, con số cao nhất sẽ đủ để vận hành toàn bộ thành phố New York trong khoảng một tháng với mức tiêu thụ hiện tại. 

Tuy nhiên, có một số rào cản giữa ý tưởng này và hiện thực. Đầu tiên, khả năng chịu lực của trần các tòa nhà hiện có sẽ phải được xem xét. Các nhà vận hành cũng cần phải dành một khoảng trống ở trên cùng và dưới cùng của các tòa nhà để chứa các vật nặng và xem xét mức độ hao mòn bổ sung của hệ thống đối với cơ sở hạ tầng thang máy hiện có.

Tham khảo: Newatlast