Bu enerji depolama teknolojisi, lityum iyon pilden 40 kat daha ucuz olan 2022 AB En İyi İnovasyon Ödülünü kazandı

Ortam olarak silikon ve ferrosilikon kullanan termal enerji depolama, enerjiyi kilovatsaat başına 4 avrodan daha az bir maliyetle depolayabilir; bu da bunun 100 katıdır.

mevcut sabit lityum iyon pilden daha ucuzdur.Konteyner ve yalıtım katmanı eklendikten sonra toplam maliyet kilovatsaat başına yaklaşık 10 Euro olabilir,

kilovatsaat başına 400 avroluk lityum pilden çok daha ucuz.

Yenilenebilir enerjinin geliştirilmesi, yeni güç sistemleri inşa edilmesi ve enerji depolamanın desteklenmesi aşılması gereken bir engeldir.

Elektriğin alışılmışın dışında doğası ve fotovoltaik ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji üretiminin değişkenliği, arz ve talebin artmasına neden oluyor.

elektrik bazen uyumsuz.Şu anda bu tür bir düzenleme, istikrarı sağlamak için kömür ve doğal gaz enerji üretimi veya hidroelektrik ile ayarlanabilir.

ve gücün esnekliği.Ancak gelecekte fosil enerjinin ortadan kalkması ve yenilenebilir enerjinin artmasıyla birlikte ucuz ve verimli enerji depolama

yapılandırma anahtardır.

Enerji depolama teknolojisi esas olarak fiziksel enerji depolama, elektrokimyasal enerji depolama, termal enerji depolama ve kimyasal enerji depolamaya ayrılmıştır.

Mekanik enerji depolama ve pompalı depolama gibi fiziksel enerji depolama teknolojisine aittir.Bu enerji depolama yöntemi nispeten düşük fiyata sahiptir ve

dönüşüm verimliliği yüksek, ancak proje nispeten büyük, coğrafi konum nedeniyle kısıtlı ve inşaat süresi de çok uzun.zor

Yenilenebilir enerji gücünün en yüksek tıraş talebine yalnızca pompalı depolamayla uyum sağlayın.

Günümüzde elektrokimyasal enerji depolama popülerdir ve aynı zamanda dünyada en hızlı büyüyen yeni enerji depolama teknolojisidir.Elektrokimyasal enerji

depolama esas olarak lityum iyon pillere dayanmaktadır.2021 yılı sonu itibarıyla dünyadaki yeni enerji depolama kümülatif kurulu kapasitesi 25 milyonu aştı

kilovat, lityum iyon pillerin pazar payı% 90'a ulaştı.Bunun nedeni elektrikli araçların büyük ölçekli geliştirilmesidir.

Lityum iyon pillere dayalı elektrokimyasal enerji depolamaya yönelik büyük ölçekli ticari uygulama senaryosu.

Ancak lityum iyon pil enerji depolama teknolojisi, bir nevi otomobil aküsü olarak büyük bir sorun olmasa da konu söz konusu olduğunda pek çok sorun yaşanacaktır.

Şebeke düzeyinde uzun vadeli enerji depolamayı destekliyor.Bunlardan biri güvenlik ve maliyet sorunudur.Lityum iyon piller büyük ölçekte istiflenirse maliyet katlanacak,

ve ısı birikiminin yol açtığı güvenlik de büyük bir gizli tehlikedir.Diğeri ise lityum kaynaklarının çok sınırlı olması ve elektrikli araçların yeterli olmaması,

ve uzun vadeli enerji depolama ihtiyacı karşılanamamaktadır.

Bu gerçekçi ve acil sorunlar nasıl çözülebilir?Artık birçok bilim insanı termal enerji depolama teknolojisine odaklandı.Atılımlar yapıldı

İlgili teknolojiler ve araştırmalar.

Kasım 2022'de Avrupa Komisyonu, "AMADEUS"un yer aldığı "AB 2022 İnovasyon Radarı Ödülü" ödüllü projesini duyurdu.

İspanya'daki Madrid Teknoloji Enstitüsü ekibi tarafından geliştirilen pil projesi, 2022'de AB En İyi İnovasyon Ödülü'nü kazandı.

“Amadeus” devrim niteliğinde bir akü modelidir.Enerjinin büyük bir kısmının yenilenebilir enerjiden depolanmasını hedefleyen bu proje, Avrupa Birliği tarafından seçildi.

2022'nin en iyi icatlarından biri olarak devreye alın.

İspanyol bilim insanı ekibinin tasarladığı bu tür pil, güneş veya rüzgar enerjisi yüksek olduğunda üretilen fazla enerjiyi termal enerji şeklinde depoluyor.

Bu ısı, bir malzemeyi (bu projede silikon alaşımı incelenmektedir) 1000 santigrat derecenin üzerine ısıtmak için kullanılır.Sistemde özel bir konteyner bulunmaktadır.

Güç talebi yüksek olduğunda depolanan enerjinin bir kısmını serbest bırakabilen, içeri doğru bakan termal fotovoltaik plaka.

Araştırmacılar süreci açıklamak için bir benzetme kullandılar: "Güneşi bir kutuya koymak gibi."Planları enerji depolamada devrim yaratabilir.Büyük bir potansiyele sahip

Bu hedefe ulaşmak ve iklim değişikliğiyle mücadelede önemli bir faktör haline gelmek, "Amadeus" projesini sunulan 300'den fazla proje arasında öne çıkarıyor.

ve AB En İyi İnovasyon Ödülünü kazandı.

AB İnovasyon Radarı Ödülü organizatörü şöyle açıkladı: “Değerli nokta, büyük miktarda enerjiyi bir yıl boyunca depolayabilen ucuz bir sistem sağlamasıdır.

uzun zaman.Yüksek enerji yoğunluğuna, yüksek genel verime sahiptir, yeterli ve düşük maliyetli malzeme kullanır.Yaygın olarak kullanılan modüler bir sistemdir ve sağlayabilir

Talep üzerine temiz ısı ve elektrik.”

Peki bu teknoloji nasıl çalışıyor?Gelecekteki uygulama senaryoları ve ticarileştirme beklentileri nelerdir?

Basitçe söylemek gerekirse, bu sistem, ucuz metalleri eritmek için aralıklı olarak yenilenebilir enerjinin (güneş enerjisi veya rüzgar enerjisi gibi) ürettiği fazla gücü kullanır,

silikon veya ferrosilikon gibi ve sıcaklık 1000 ° C'den yüksektir.Silikon alaşımı füzyon sürecinde büyük miktarda enerji depolayabilir.

Bu enerji türüne “gizli ısı” denir.Örneğin, bir litre silikon (yaklaşık 2,5 kg), 1 kilovatsaatten (1 kilovatsaat) fazla enerjiyi formda depolar.

Gizli ısı, tam olarak 500 bar basınçta bir litre hidrojenin içerdiği enerjidir.Ancak hidrojenden farklı olarak silikon atmosferik koşullar altında depolanabilir.

Sistemi daha ucuz ve daha güvenli hale getiren basınç.

Sistemin anahtarı depolanan ısının elektrik enerjisine nasıl dönüştürüleceğidir.Silikon 1000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda eridiğinde güneş gibi parlar.

Bu nedenle fotovoltaik hücreler radyant ısıyı elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılabilir.

Termal fotovoltaik jeneratör olarak adlandırılan bu jeneratör, geleneksel güneş enerjisi santrallerinden 100 kat daha fazla enerji üretebilen minyatür bir fotovoltaik cihaz gibidir.

Yani bir metrekare güneş paneli 200 watt üretiyorsa, bir metrekare termal fotovoltaik panel 20 kilovat üretecektir.Ve sadece

güç, aynı zamanda dönüşüm verimliliği daha yüksektir.Termal fotovoltaik hücrelerin verimliliği sıcaklığa bağlı olarak %30 ila %40 arasındadır.

ısı kaynağından.Buna karşılık ticari fotovoltaik güneş panellerinin verimliliği %15 ila %20 arasındadır.

Geleneksel termal motorlar yerine termal fotovoltaik jeneratörlerin kullanılması, hareketli parçaların, akışkanların ve karmaşık ısı eşanjörlerinin kullanımını ortadan kaldırır.Böylece,

tüm sistem ekonomik, kompakt ve gürültüsüz olabilir.

Araştırmaya göre, gizli termal fotovoltaik hücreler büyük miktarda artık yenilenebilir enerji depolayabiliyor.

Projeyi yöneten araştırmacı Alejandro Data şunları söyledi: "Bu elektriğin büyük bir kısmı rüzgar ve rüzgar enerjisi üretiminde fazlalık oluştuğunda üretilecek.

yani elektrik piyasasında çok düşük fiyata satılacak.Bu fazla elektriğin çok ucuz bir sistemde depolanması çok önemli.Bunu yapmak çok anlamlı

Fazla elektriği ısı biçiminde depolayın çünkü bu, enerjiyi depolamanın en ucuz yollarından biridir.”

2. Lityum-iyon pillerden 40 kat daha ucuzdur

Özellikle silikon ve ferrosilikon, mevcut sabit lityum iyondan 100 kat daha ucuz olan kilovatsaat başına 4 Euro'dan daha az bir maliyetle enerji depolayabiliyor.

pil.Kabı ve yalıtım katmanını ekledikten sonra toplam maliyet daha yüksek olacaktır.Ancak araştırmaya göre eğer sistem yeterince büyükse genellikle daha fazla

10 megavat saatten fazla ise muhtemelen kilovat saat başına yaklaşık 10 avroya ulaşacaktır, çünkü ısı yalıtımının maliyeti toplamın küçük bir kısmı olacaktır.

sistemin maliyeti.Ancak lityum pilin maliyeti kilovatsaat başına yaklaşık 400 euro civarında.

Bu sistemin karşılaştığı sorunlardan biri, depolanan ısının yalnızca küçük bir kısmının tekrar elektriğe dönüştürülmesidir.Bu süreçteki dönüşüm verimliliği nedir?Nasıl

kalan ısı enerjisinin kullanılması temel sorundur.

Ancak ekibin araştırmacıları bunların sorun olmadığına inanıyor.Sistem yeterince ucuzsa, enerjinin yalnızca %30-40'ının enerji şeklinde geri kazanılması gerekir.

Bu da onları lityum iyon piller gibi diğer daha pahalı teknolojilerden üstün kılacak.

Ayrıca elektriğe dönüştürülmeyen ısının kalan %60-70'i doğrudan binalara, fabrikalara veya şehirlere aktarılarak kömür ve doğal gaz azaltılabilir.

gaz tüketimi.

Isı, küresel enerji talebinin yüzde 50'sinden fazlasını ve küresel karbondioksit emisyonlarının yüzde 40'ını oluşturuyor.Bu sayede rüzgar veya fotovoltaik enerjinin gizli olarak depolanması

termal fotovoltaik hücreler yalnızca büyük miktarda maliyetten tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda yenilenebilir kaynaklar yoluyla pazarın büyük ısı talebini de karşılayabilir.

3. Zorluklar ve gelecek beklentileri

Madrid Teknoloji Üniversitesi ekibi tarafından tasarlanan ve silikon alaşımlı malzemeler kullanan yeni termal fotovoltaik termal depolama teknolojisi,

malzeme maliyeti, termal depolama sıcaklığı ve enerji depolama süresi açısından avantajlar sağlar.Silikon yerkabuğunda en çok bulunan ikinci elementtir.Ücret

ton silis kumu başına sadece 30-50 dolar, yani erimiş tuz malzemesinin 1/10'u kadardır.Ayrıca silis kumunun ısıl depolama sıcaklığı farkı

parçacıklar erimiş tuzdan çok daha yüksektir ve maksimum çalışma sıcaklığı 1000 ° C'nin üzerine çıkabilir.Ayrıca daha yüksek çalışma sıcaklığı

fototermal enerji üretim sisteminin genel enerji verimliliğinin artırılmasına yardımcı olur.

Termal fotovoltaik hücrelerin potansiyelini gören tek kişi Datus'un ekibi değil.İki güçlü rakipleri var: Prestijli Massachusetts Enstitüsü.

Teknoloji ve California start-up'ı Antola Energy.İkincisi, ağır sanayide kullanılan büyük pillerin (büyük bir kısmı) araştırılması ve geliştirilmesine odaklanmaktadır.

fosil yakıt tüketicisi) ve araştırmayı bu yılın şubat ayında tamamlamak için 50 milyon ABD doları elde etti.Bill Gates'in Çığır Açan Enerji Fonu,

yatırım fonları.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, termal fotovoltaik hücre modellerinin ısıtma için kullanılan enerjinin %40'ını yeniden kullanabildiğini söyledi.

prototip pilin iç malzemeleri.Şöyle açıkladılar: "Bu, termal enerji depolamada maksimum verimlilik ve maliyet azaltımı için bir yol yaratıyor,

elektrik şebekesini karbondan arındırmayı mümkün kılıyor.”

Madrid Teknoloji Enstitüsü'nün projesi, geri kazanabileceği enerjinin yüzdesini ölçemedi ancak Amerikan modelinden üstün.

bir açıdan.Projeyi yöneten araştırmacı Alejandro Data şöyle açıkladı: "Bu verimliliği elde etmek için MIT projesinin sıcaklığı

2400 derece.Pilimiz 1200 derecede çalışmaktadır.Bu sıcaklıkta verim onlara göre daha düşük olacaktır ama ısı yalıtım sorunumuz çok daha az olur.

Sonuçta malzemeleri 2400 derecede ısı kaybına yol açmadan depolamak çok zor.”

Elbette bu teknolojinin pazara girmeden önce hala çok fazla yatırıma ihtiyacı var.Mevcut laboratuvar prototipinin 1 kWh'den daha az enerji depolaması var

Ancak bu teknolojinin karlı hale gelebilmesi için 10 MWh'den fazla enerji depolama kapasitesine ihtiyacı var.Bu nedenle bir sonraki zorluk ölçeği genişletmektir.

Teknolojiyi büyük ölçekte test edin ve fizibilitesini test edin.Bunu başarmak için Madrid Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar ekipler oluşturuyor

bunu mümkün kılmak için.