Ин технологияи нигоҳдории энергия 40 маротиба арзонтар аз батареяи литий-ионӣ ҷоизаи беҳтарини инноватсияи ИА дар соли 2022 гирифт.

Захираи энергияи гармӣ бо истифода аз кремний ва ферросилиций ҳамчун миёна метавонад энергияро бо арзиши камтар аз 4 евро дар як киловатт-соат захира кунад, ки ин 100 маротиба аст.

арзонтар аз батареяи собит литий-ион ҷорӣ.Пас аз илова кардани контейнер ва қабати изолятсия, арзиши умумӣ метавонад тақрибан 10 евро барои як киловатт-соат бошад,

ки ин назар ба батареяи литийии дар як киловатт-соат 400 евро хеле арзонтар аст.

Рушди энергияи барқароршаванда, сохтани системаҳои нави энергетикӣ ва дастгирии захираи энергия монеаест, ки бояд бартараф карда шавад.

Хусусияти берун аз қуттии нерӯи барқ ​​ва ноустувории тавлиди энергияи барқароршаванда, аз қабили нерӯи фотоэлектрикӣ ва шамол, талабот ва пешниҳодро ба вуҷуд меорад.

кувваи электр баъзан номувофик аст.Дар айни замон, чунин танзимро метавон тавассути истихроҷи нерӯи ангишт ва гази табиӣ ё гидроэнергетика барои ба даст овардани субот танзим кард

ва чандирии қудрат.Аммо дар оянда, бо хуруҷи энергияи истихроҷшуда ва афзоиши энергияи барқароршаванда, захираи арзон ва самараноки энергия

конфигуратсия калиди аст.

Технологияи нигоҳдории энергия асосан ба нигоҳдории энергияи ҷисмонӣ, нигоҳдории энергияи электрохимиявӣ, нигоҳдории энергияи гармӣ ва захираи энергияи кимиёвӣ тақсим карда мешавад.

Ба монанди нигоҳдории энергияи механикӣ ва нигоҳдории насосӣ ба технологияи нигоҳдории энергияи ҷисмонӣ тааллуқ доранд.Ин усули нигоҳдории энергия нархи нисбатан паст дорад ва

самаранокии табдилдиҳии баланд, аммо лоиҳа нисбатан калон аст, аз рӯи ҷойгиршавии ҷуғрофӣ маҳдуд аст ва давраи сохтмон низ хеле дароз аст.Душвор аст

ба талаботи баландтарини риштарошӣ ба нерӯи барқароршавандаи энергия танҳо тавассути нигоҳдории насосӣ мутобиқ шавед.

Дар айни замон, нигоҳдории энергияи электрохимиявӣ маъмул аст ва он инчунин технологияи навтарини нигоҳдории энергия дар ҷаҳон аст.Энергияи электрохимиявӣ

нигоҳдорӣ асосан ба батареяҳои литий-ион асос ёфтааст.То охири соли 2021, иқтидори маҷмӯии анборҳои нави энергия дар ҷаҳон аз 25 млн.

киловатт, ки хиссаи он дар бозори аккумуляторхои литий-ионй ба 90 фоиз расид.Ин ба микьёси калон тараккй додани мошинхои электрики вобаста аст, ки а

сенарияи васеъмиқёси татбиқи тиҷоратӣ барои нигоҳдории энергияи электрохимиявӣ дар асоси батареяҳои литий-ион.

Бо вуҷуди ин, технологияи нигоҳдории энергияи батареяи литий-ион, ҳамчун як намуди батареяи автомобилӣ, мушкилоти бузург нест, аммо ҳангоми сухан дар бораи мушкилоти зиёд хоҳад буд.

дастгирии нигоҳдории дарозмуддати энергия дар сатҳи шабака.Яке аз проблемаҳои бехатарӣ ва хароҷот аст.Агар батареяҳои литий-ион дар миқёси калон ҷамъ карда шаванд, хароҷот зиёд мешавад,

ва бехатарие, ки дар натиҷаи ҷамъшавии гармӣ ба вуҷуд омадааст, инчунин як хатари бузурги пинҳонӣ мебошад.Дигар ин ки захираҳои литий хеле маҳдуданд ва мошинҳои барқӣ кофӣ нестанд,

ва эхтиёчоти ба муддати дароз нигох доштани энергия конеъ гардонда намешавад.

Ин проблемахои реалй ва таъхирнопазирро чй тавр бояд хал кард?Холо бисьёр олимон ба технологияи нигахдории энергияи гармй диккати калон додаанд.Муваффакиятхо дар

технология ва тадқиқоти дахлдор.

Моҳи ноябри соли 2022 Комиссияи Аврупо лоиҳаи барандаи ҷоизаи «Ҷоизаи радарҳои инноватсионии ИА 2022»-ро эълон кард, ки дар он «AMADEUS»

Лоиҳаи батарея, ки аз ҷониби гурӯҳи Донишкадаи технологии Мадрид дар Испания таҳия шудааст, ҷоизаи беҳтарини инноватсионии ИА дар соли 2022 гирифт.

"Amadeus" модели инқилобии батарея аст.Ин лоиҳа, ки ҳадафи он захира кардани миқдори зиёди энергия аз энергияи барқароршаванда мебошад, аз ҷониби Аврупо интихоб шудааст

Комиссия ҳамчун яке аз беҳтарин ихтироъҳо дар соли 2022.

Ин навъи батареяе, ки аз ҷониби гурӯҳи олимони испанӣ тарҳрезӣ шудааст, энергияи изофиеро, ки ҳангоми баланд будани нерӯи офтоб ё шамол дар шакли энергияи гармӣ тавлид мешавад, нигоҳ медорад.

Ин гармӣ барои гарм кардани мавод (дар ин лоиҳа хӯлаи кремний омӯхта шудааст) то зиёда аз 1000 дараҷа гарм истифода мешавад.Система дорои як контейнери махсус бо

плитаи гармидиҳандаи фотоэлектрикӣ, ки ба дарун нигаронида шудааст, ки метавонад як қисми энергияи захирашударо ҳангоми зиёд будани талабот ба қувва озод кунад.

Муҳаққиқон барои шарҳ додани ин раванд аз аналогия истифода карданд: "Ин ба монанди гузоштани офтоб дар қуттӣ аст."Нақшаи онҳо метавонад захираи энергияро тағир диҳад.Вай имкониятхои калон дорад

ноил шудан ба ин ҳадаф ва омили асосии мубориза бо тағирёбии иқлим гардид, ки лоиҳаи «Амадеус»-ро аз зиёда аз 300 лоиҳаҳои пешниҳодшуда фарқ мекунад.

ва сазовори ҷоизаи беҳтарини инноватсияи Иттиҳоди Аврупо шуд.

Ташкилкунандаи ҷоизаи радарҳои инноватсионии ИА тавзеҳ дод: "Нуктаи арзишманд дар он аст, ки он системаи арзонеро фароҳам меорад, ки метавонад миқдори зиёди энергияро барои як рӯз нигоҳ дорад.

муддати дароз.Он дорои зичии баланди энергия, самаранокии умумии баланд ва масолеҳи кофӣ ва арзон истифода мешавад.Ин системаи модулӣ мебошад, ки ба таври васеъ истифода мешавад ва метавонад таъмин намояд

гармй ва электри тоза мувофики талаб».

Пас, ин технология чӣ гуна кор мекунад?Сенарияҳои татбиқи оянда ва дурнамои тиҷоратӣ кадомҳоянд?

Оддӣ карда гӯем, ин система нерӯи изофиеро, ки тавассути энергияи фосилавии барқароршаванда тавлид мешавад (масалан, энергияи офтоб ё шамол) барои гудохтани металлҳои арзон истифода мебарад,

ба монанди кремний ё ферросиликон ва ҳарорат аз 1000 ℃ баландтар аст.Хӯлаи кремний метавонад дар раванди синтези худ миқдори зиёди энергияро захира кунад.

Ин намуди энергияро «гармии ниҳонӣ» меноманд.Масалан, як литр кремний (тақрибан 2,5 кг) зиёда аз 1 киловатт-соат (1 киловатт-соат) энергияро дар шакл нигоҳ медорад.

гармии ниҳонӣ, ки маҳз энергияи дар як литр гидроген дар фишори 500 бар мавҷуд аст.Аммо, бар хилофи гидроген, кремнийро дар зери атмосфера нигоҳ доштан мумкин аст

фишор, ки системаро арзонтар ва бехатартар мекунад.

Калиди система ин аст, ки чӣ тавр гармии захирашударо ба энергияи барқ ​​табдил диҳед.Вақте ки кремний дар ҳарорати зиёда аз 1000ºС гудохта мешавад, он мисли офтоб медурахшад.

Аз ин рӯ, ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ метавонанд барои табдил додани гармии радиатсионӣ ба энергияи электрикӣ истифода шаванд.

Генератори ба истилоҳ фотоэлектрикҳои ҳароратӣ ба як дастгоҳи хурди фотоэлектрикӣ монанд аст, ки метавонад назар ба нерӯгоҳҳои анъанавии офтобӣ 100 маротиба зиёдтар энергия тавлид кунад.

Ба ибораи дигар, агар як метри мураббаъ панелҳои офтобӣ 200 ватт истеҳсол кунанд, як метри мураббаъ панелҳои фотоэлектрикӣ 20 киловатт истеҳсол мекунанд.Ва на танҳо

қудрат, балки самаранокии табдилдиҳӣ низ баландтар аст.Самаранокии ҳуҷайраҳои гармидиҳии фотоэлектрикӣ аз 30% то 40% аст, ки аз ҳарорат вобаста аст.

аз манбаи гармй.Баръакси ин, самаранокии панелҳои офтобии фотоэлектрикӣ аз 15% то 20% аст.

Истифодаи генераторҳои гармидиҳии фотоэлектрикӣ ба ҷои муҳаррикҳои гармидиҳии анъанавӣ аз истифодаи қисмҳои ҳаракаткунанда, моеъҳо ва гармидиҳии мураккаб пешгирӣ мекунад.Ба ин роҳ,

тамоми система метавонад сарфакор, паймон ва бесадо бошад.

Тибқи тадқиқот, ҳуҷайраҳои фотоэлектрикҳои ниҳонӣ метавонанд миқдори зиёди нерӯи барқароршавандаи боқимондаро нигоҳ доранд.

Алехандро Дата, як пажӯҳишгаре, ки ин лоиҳаро роҳбарӣ мекард, гуфт: “Қисми зиёди ин нерӯи барқ ​​ҳангоми тавлиди нерӯи шамол ва шамол тавлид мешавад.

бинобар ин дар бозори барк бо нархи хеле арзон фурухта мешавад.Дар системаи хеле арзон захира кардани ин кувваи электри зиёдатй хеле мухим аст.хеле пурмазмун аст

кувваи электри зиёдатиро дар шакли гармй захира кунед, зеро он яке аз воситахои арзонтарини захира кардани энергия мебошад».

2. Он аз батареяи литий-ион 40 маротиба арзонтар аст

Махсусан, кремний ва ферросилиций энергияро бо арзиши камтар аз 4 евро барои як киловатт-соат захира карда метавонанд, ки ин назар ба литий-ионҳои муқарраршуда 100 маротиба арзонтар аст.

батарея.Пас аз илова кардани қабати контейнер ва изолятсия, арзиши умумӣ баландтар мешавад.Аммо, тибқи тадқиқот, агар система кофӣ калон бошад, одатан бештар

аз 10 мегаватт соат, эҳтимолан ба арзиши тақрибан 10 евро барои як киловатт соат мерасад, зеро арзиши изолятсияи гармидиҳӣ як қисми ками ҳаҷми умумии онро ташкил медиҳад.

арзиши система.Аммо арзиши батареяи литий барои як киловатт-соат тақрибан 400 евроро ташкил медиҳад.

Як мушкилие, ки ин система бо он рӯ ба рӯ мешавад, ин аст, ки танҳо як қисми ками гармии захирашуда дубора ба нерӯи барқ ​​табдил дода мешавад.Самаранокии табдилдиҳӣ дар ин раванд чӣ гуна аст?Чӣ тавр

истифода бурдани энергияи гармии бокимонда масъалаи асосй мебошад.

Аммо муҳаққиқони даста бар ин боваранд, ки ин мушкилот нест.Агар система ба қадри кофӣ арзон бошад, танҳо 30-40% энергияро дар шакли барқарор кардан лозим аст

кувваи электр, ки онхоро аз дигар технологияхои гаронбахо, ба монанди батареяхои литий-ионй бартарй мегардонад.

Илова бар ин, 60-70% гармии боқимондаи ба нерӯи барқ ​​табдил наёфта метавонад мустақиман ба биноҳо, корхонаҳо ё шаҳрҳо интиқол дода шавад, то ангиштсанг ва табиӣ кам карда шавад.

истеъмоли газ.

Гармӣ беш аз 50% талаботи ҷаҳонии энергия ва 40% партобҳои дуоксиди карбон дар ҷаҳонро ташкил медиҳад.Бо ин роҳ, нигоҳ доштани энергияи шамол ё фотоэлектрикӣ дар ниҳон

ҳуҷайраҳои гармидиҳии фотоэлектрикӣ метавонад на танҳо хароҷоти зиёдро сарфа кунад, балки инчунин талаботи бузурги гармии бозорро тавассути захираҳои барқароршаванда қонеъ гардонад.

3. Мушкилот ва дурнамои оянда

Технологияи нави нигоҳдории гармии фотоэлектрикӣ, ки аз ҷониби гурӯҳи Донишгоҳи технологии Мадрид тарҳрезӣ шудааст, ки маводи хӯлаи кремнийро истифода мебарад

Афзалиятҳо дар арзиши мавод, ҳарорати нигоҳдории гармӣ ва вақти нигоҳдории энергия.Кремний дуюмин элементи фаровон дар қишри замин аст.Арзиши

як тонна реги кремний хамагй 30—50 долларро ташкил медихад, ки 1/10 хиссаи намаки гудохташударо ташкил медихад.Илова бар ин, фарқияти ҳарорати нигоҳдории гармии реги кремний

зарраҳо нисбат ба намаки гудохта хеле баландтар аст ва ҳарорати максималии корӣ метавонад ба зиёда аз 1000 ℃ мерасад.Ҳарорати баланди корӣ низ

ба баланд бардоштани самаранокии умумии энергияи системаи тавлиди энергияи фототермикӣ кӯмак мекунад.

Дастаи Датус ягона шахсе нест, ки иқтидори ҳуҷайраҳои фотоэлектрикҳои гармиро мебинад.Онҳо ду рақиби пурқувват доранд: Институти бонуфузи Массачусетс

Технология ва стартапи Калифорния Antola Energy.Охирин ба тадқиқот ва коркарди батареяҳои калоне, ки дар саноати вазнин истифода мешаванд (батареяҳои калон

истеъмолкунандаи сӯзишвории истихроҷшуда) ва барои анҷом додани тадқиқот дар моҳи феврали соли ҷорӣ 50 миллион доллари ИМА ба даст овард.Бунёди Энержии Билл Гейтс баъзе чизҳоро таъмин кард

фондҳои сармоягузорӣ.

Муҳаққиқони Донишкадаи технологии Массачусетс гуфтанд, ки модели ҳуҷайраҳои гармидиҳии онҳо тавонист 40% энергияи барои гармкунӣ истифодашударо дубора истифода барад.

масолеҳи дохилии батареяи прототипӣ.Онҳо шарҳ доданд: "Ин барои ҳадди аксар самаранокӣ ва кам кардани арзиши захираи энергияи гармӣ,

имкон медидад, ки сети электрики декарбон карда шавад».

Лоиҳаи Донишкадаи Технологии Мадрид натавонист фоизи энергияи барқароршударо чен кунад, аммо он аз модели амрикоӣ болотар аст.

дар як ҷиҳат.Алехандро Дата, пажӯҳишгаре, ки лоиҳаро роҳбарӣ мекард, шарҳ дод: "Барои ноил шудан ба ин самаранокӣ, лоиҳаи MIT бояд ҳароратро то дараҷае баланд кунад.

2400 дараҷа.Батареяи мо дар 1200 дараҷа кор мекунад.Дар ин ҳарорат, самаранокӣ аз онҳо камтар хоҳад буд, аммо мо мушкилоти гармидиҳӣ хеле камтар дорем.

Охир, масолехро дар 2400 дарача бе талафи гармй нигох доштан хеле душвор аст».

Албатта, ин технология ҳанӯз пеш аз ворид шудан ба бозор сармоягузории зиёдеро талаб мекунад.Прототипи ҳозираи лаборатория камтар аз 1 кВт/соат захираи энергия дорад

иқтидор аст, аммо барои фоидаовар кардани ин технология, он зиёда аз 10 МВт-соат иқтидори нигоҳдории энергия лозим аст.Бинобар ин, вазифаи навбатй васеъ намудани микьёси он аст

технология ва дар микьёси васеъ им-конпазир будани онро санчида.Барои ноил шудан ба ин кор олимони Институти технологии Мадрид дастаҳо сохтанд

ба он муваффак гарданд.