Bu enerji depolama teknolojisi, lityum iyon pilden 40 kat daha ucuz olan 2022 AB En İyi İnovasyon Ödülü'nü kazandı.

Ortam olarak silikon ve ferrosilikon kullanan termal enerji depolama, kilovat saat başına 4 Euro'dan daha düşük bir maliyetle, yani 100 kez enerji depolayabilir.

mevcut sabit lityum-iyon pilden daha ucuz.Konteyner ve yalıtım katmanı eklendikten sonra toplam maliyet kilovat saat başına yaklaşık 10 Euro olabilir,

kilovat saat başına 400 avroluk lityum pilden çok daha ucuz.

Yenilenebilir enerji geliştirmek, yeni güç sistemleri inşa etmek ve enerji depolamayı desteklemek, aşılması gereken bir engeldir.

Elektriğin ezber bozan doğası ve fotovoltaik ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji üretiminin oynaklığı arz ve talebi belirliyor.

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

ve gücün esnekliği.Ancak gelecekte, fosil enerjinin geri çekilmesi ve yenilenebilir enerjinin artmasıyla, ucuz ve verimli enerji depolama

yapılandırma anahtardır.

Enerji depolama teknolojisi temel olarak fiziksel enerji depolama, elektrokimyasal enerji depolama, termal enerji depolama ve kimyasal enerji depolama olarak ayrılır.

Mekanik enerji depolama ve pompalı depolama gibi fiziksel enerji depolama teknolojisine aittir.Bu enerji depolama yönteminin nispeten düşük fiyatı vardır ve

yüksek dönüştürme verimliliği, ancak proje nispeten büyük, coğrafi konumla kısıtlı ve inşaat süresi de çok uzun.zor

yalnızca pompalanan depolama ile yenilenebilir enerji gücünün en yüksek talaş talebine uyum sağlayın.

Şu anda, 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 itibariyle, dünyadaki yeni enerji depolama kümülatif kurulu kapasitesi 25 milyonu aştı.

Lityum-iyon pillerin pazar payının %90'a ulaştığı kilovat.Bunun nedeni, elektrikli araçların büyük ölçekli geliştirilmesidir.

lityum iyon pillere dayalı elektrokimyasal enerji depolama için büyük ölçekli ticari uygulama senaryosu.

Bununla birlikte, lityum iyon pil enerji depolama teknolojisi, bir tür otomobil pili olarak, büyük bir sorun değildir, ancak söz konusu olduğunda birçok sorun olacaktır.

şebeke seviyesinde uzun vadeli enerji depolamayı destekler.Biri güvenlik ve maliyet sorunudur.Lityum iyon piller büyük ölçekte istiflenirse maliyet katlanarak artacaktır.

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

ve uzun süreli enerji depolama ihtiyacı karşılanamamaktadır.

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

ilgili teknolojiler ve araştırma.

Kasım 2022'de Avrupa Komisyonu, “AMADEUS” un yer aldığı ödüllü “EU 2022 Innovation Radar Award” 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 pil modelidir.Yenilenebilir enerjiden büyük miktarda enerji depolamayı amaçlayan bu proje, Avrupa Birliği tarafından seçilmiştir.

2022'deki en iyi icatlardan biri olarak komisyon.

İspanyol bilim insanı ekibi tarafından tasarlanan bu tür piller, güneş veya rüzgar enerjisinin yüksek olduğu zamanlarda üretilen fazla enerjiyi termal enerji şeklinde depoluyor.

Bu ısı, bir malzemeyi (bu projede silikon alaşımı incelenmiştir) 1000 santigrat derecenin üzerine ısıtmak için kullanılır.Sistem, aşağıdakileri içeren özel bir kapsayıcı içerir:

güç talebi yüksek olduğunda depolanan enerjinin bir kısmını serbest bırakabilen, içe bakan termal fotovoltaik plaka.

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

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

ve AB En İyi İnovasyon Ödülü'nü kazandı.

AB İnovasyon Radar Ödülü'nün organizatörü şöyle açıkladı: "Değerli olan nokta, bir süre için büyük miktarda enerji depolayabilen ucuz bir sistem sağlamasıdır.

uzun zaman.Yüksek enerji yoğunluğuna, yüksek genel verimliliğe sahiptir ve yeterli ve düşük maliyetli malzemeler kullanır.Yaygın olarak kullanılan ve sağlayabilen modüler bir sistemdir.

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 kesintili yenilenebilir enerji (güneş enerjisi veya rüzgar enerjisi gibi) tarafından üretilen fazla gücü kullanır,

silikon veya ferrosilikon gibi ve sıcaklık 1000 ℃'den yüksek.Silikon alaşımı, füzyon sürecinde büyük miktarda enerji depolayabilir.

Bu tür enerjiye “gizli ısı” denir.Örneğin, bir litre silikon (yaklaşık 2,5 kg) 1 kilovat-saatten (1 kilovat-saat) fazla enerjiyi şu formda depolar:

tam olarak 500 bar basınçta bir litre hidrojende bulunan enerji olan gizli ısı.Bununla birlikte, hidrojenden farklı olarak, silikon atmosfer altında depolanabilir.

sistemi daha ucuz ve daha güvenli hale getiren basınç.

Sistemin anahtarı, depolanan ısının elektrik enerjisine nasıl dönüştürüleceğidir.Silisyum 1000 ºC'nin üzerindeki bir sıcaklıkta eridiğinde güneş gibi parlar.

Bu nedenle, fotovoltaik hücreler radyan ısıyı elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılabilir.

Termal fotovoltaik 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 üretecek.Ve sadece değil

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

ısı kaynağının.Buna karşılık, ticari fotovoltaik güneş panellerinin verimliliği %15 ile %20 arasındadır.

Geleneksel termal motorlar yerine termal fotovoltaik jeneratörlerin kullanılması, hareketli parçaların, sıvıların 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 depolayabilir.

Projeye liderlik eden araştırmacı Alejandro Data, “Bu elektriğin büyük bir kısmı rüzgar ve rüzgar enerjisi üretiminde fazla olduğunda üretilecek,

yani elektrik piyasasında çok düşük fiyata satılacak.Bu fazla elektriği çok ucuz bir sistemde depolamak çok önemli.çok anlamlı

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

2. Lityum iyon pilden 40 kat daha ucuzdur

Özellikle silikon ve ferrosilikon, mevcut sabit lityum iyondan 100 kat daha ucuz olan kilovat saat başına 4 avrodan daha düşük bir maliyetle enerji depolayabilir.

pil.Konteyner ve yalıtım katmanı eklendikten sonra toplam maliyet daha yüksek olacaktır.Ancak araştırmaya göre, eğer sistem yeterince büyükse, genellikle daha fazla

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

sistemin maliyeti.Bununla birlikte, lityum pilin maliyeti kilovat saat başına yaklaşık 400 Euro'dur.

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

kalan ısı enerjisini kullanmak temel problemdir.

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

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

Ayrıca, elektriğe dönüştürülemeyen ısının kalan %60-70'lik kısmı doğrudan binalara, fabrikalara veya şehirlere aktarılarak kömür ve doğal

gaz tüketimi.

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

Termal fotovoltaik hücreler, yalnızca çok fazla maliyet tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yenilenebilir kaynaklar yoluyla pazarın büyük ısı talebini de karşılar.

3. Zorluklar ve gelecek beklentileri

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

malzeme maliyeti, termal depolama sıcaklığı ve enerji depolama süresinde avantajlar.Silikon, yer kabuğunda en bol bulunan ikinci elementtir.Ücret

ton silis kumu sadece 30-50 dolardır, bu da erimiş tuz malzemesinin 1/10'u kadardır.Ek olarak, silis kumunun termal depolama sıcaklığı farkı

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

fototermal güç üretim sisteminin genel enerji verimliliğini artırmaya yardımcı olur.

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

Teknoloji ve Kaliforniya'daki start-up Antola Energy.İkincisi, ağır sanayide kullanılan büyük pillerin araştırılmasına ve geliştirilmesine odaklanır (büyük bir

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

yatırım fonları.

Massachusetts Institute of Technology'deki araştırmacılar, termal fotovoltaik hücre modelinin, ısıtmak için kullanılan enerjinin %40'ını yeniden kullanabildiğini söyledi.

prototip pilinin iç malzemeleri.Açıkladılar: “Bu, termal enerji depolamanın maksimum verimliliği ve maliyetinin düşürülmesi için bir yol oluşturuyor,

elektrik şebekesinin karbonsuzlaştırılmasını mümkün kılıyor.”

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

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

2400 derece.Bataryamız 1200 derecede çalışmaktadır.Bu sıcaklıkta verim onlarınkinden daha düşük olacak ama ısı yalıtım problemimiz çok daha az olacak.

Sonuçta 2400 derecede ısı kaybına neden olmadan malzemeleri depolamak çok zor.”

Tabii ki, bu teknoloji pazara girmeden önce hala çok fazla yatırım gerektiriyor.Mevcut laboratuvar prototipi, 1 kWh'den daha az enerji depolama kapasitesine sahiptir.

ancak bu teknolojiyi karlı hale getirmek için 10 MWh'den fazla enerji depolama kapasitesine ihtiyaç duyar.Bu nedenle, bir sonraki zorluk, ölçeği genişletmektir.

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

mümkün kılmak için.