Trong nỗ lực giảm thiểu sử dụng đất để xây dựng cơ sở lưu trữ năng lượng, từ năm 2011, Viện Fraunhofer, Đức đã nghiên cứu khám phá khả năng sử dụng áp suất ở vùng nước sâu để lưu trữ năng lượng trong các quả cầu bê tông rỗng khổng lồ đặt chìm xuống đáy biển, trong thời gian ngắn đến trung hạn. Dự án có tên StEnSea (lưu trữ năng lượng dưới biển).

Một quả cầu rỗng về cơ bản là một đơn vị lưu trữ được sạc đầy. Việc mở van của nó cho phép nước chảy vào quả cầu, điều này dẫn động turbine và máy phát điện cung cấp điện cho lưới điện. Để sạc lại quả cầu, nước được bơm ra khỏi quả cầu, chống lại áp suất nước xung quanh bằng cách sử dụng năng lượng từ lưới điện.

Mỗi quả cầu bê tông rỗng có đường kính 9 m, nặng 400 tấn, được neo xuống đáy biển ở độ sâu 600 - 800 m để có hiệu suất tối ưu. Viện Fraunhofer trước đây thử nghiệm mô hình nhỏ hơn ở hồ Constance của châu Âu, gần sông Rhine.

Giờ đây Fraunhofer chuẩn bị thả quả cầu nguyên mẫu in 3D kích thước đầy đủ xuống đáy biển ngoài khơi Long Beach gần Los Angeles, cuối năm 2026. Dự kiến ​​nó có công suất 0,5 MW, sản lượng 0,4 MWh. Để hình dung, lượng điện này đủ để cung cấp điện cho một hộ gia đình trung bình ở Hoa Kỳ trong khoảng hai tuần.

Mục tiêu lớn hơn của dự án là kiểm tra xem công nghệ này có thể mở rộng để hỗ trợ các quả cầu lớn hơn, có đường kính đến 30 m hay không. Các nhà nghiên cứu của Fraunhofer ước tính StEnSea có tiềm năng lưu trữ khổng lồ là 817.000 GWh, đủ để cung cấp điện cho 75 triệu ngôi nhà trên khắp Đức, Pháp và Vương quốc Anh trong một năm.

Theo Fraunhofer, dự án StEnSea phù hợp nhất để ổn định lưới điện với sự hỗ trợ điều chỉnh tần số hoặc dự trữ hoạt động, để kinh doanh chênh lệch giá, mua điện giá thấp, bán điện giá cao trên thị trường, điều mà các nhà điều hành lưới điện, nhà cung cấp tiện ích và các công ty kinh doanh điện có thể tham gia.

StEnSea có thể cạnh tranh với thủy điện tích năng trong lưu trữ điện lưới dư thừa, với lợi thế rõ ràng: không chiếm không gian trên đất liền. Hơn nữa, thủy điện tích năng chỉ thực sự hiệu quả khi có hai hồ chứa ở độ cao khác nhau để vận hành máy bơm hoạt động như turbine. Mặc dù thủy điện tích năng rẻ hơn khi vận hành và hiệu quả hơn một chút trong toàn bộ chu kỳ lưu trữ, nhưng StEnSea có khả năng lắp đặt tại nhiều địa điểm để hỗ trợ khả năng lưu trữ khổng lồ.