Teknologi panyimpenan energi iki menang Penghargaan Inovasi Paling apik EU 2022, kaping 40 luwih murah tinimbang baterei lithium-ion.

Panyimpenan energi termal nggunakake silikon lan ferrosilicon minangka medium bisa nyimpen energi kanthi biaya kurang saka 4 euro saben kilowatt-jam, yaiku kaping 100.

luwih murah tinimbang baterei lithium-ion tetep saiki.Sawise nambahake wadhah lan lapisan insulasi, biaya total bisa kira-kira 10 euro saben kilowatt-jam,

sing luwih murah tinimbang baterei lithium 400 euro saben kilowatt-jam.

Ngembangake energi sing bisa dianyari, mbangun sistem tenaga anyar lan ndhukung panyimpenan energi minangka alangan sing kudu diatasi.

Sifat listrik sing ora ana ing kothak lan volatilitas generasi energi sing bisa dianyari kayata tenaga fotovoltaik lan angin nggawe pasokan lan panjaluk.

listrik kadang ora cocog.Saiki, angger-angger kasebut bisa diatur kanthi pembangkit listrik tenaga batubara lan gas alam utawa tenaga hidro kanggo entuk stabilitas

lan keluwesan daya.Nanging ing mangsa ngarep, kanthi mundurake energi fosil lan nambah energi sing bisa dianyari, panyimpenan energi sing murah lan efisien.

konfigurasi punika tombol.

Teknologi panyimpenan energi utamane dipérang dadi panyimpenan energi fisik, panyimpenan energi elektrokimia, panyimpenan energi termal lan panyimpenan energi kimia.

Kayata panyimpenan energi mekanik lan panyimpenan pompa kalebu teknologi panyimpenan energi fisik.Cara panyimpenan energi iki nduweni rega sing relatif murah lan

efficiency konversi dhuwur, nanging project punika relatif gedhe, diwatesi dening lokasi geografis, lan wektu construction uga dawa banget.Iku angel kanggo

adaptasi kanggo panjaluk puncak cukur daya energi dianyari mung dening panyimpenan pump.

Saiki, panyimpenan energi elektrokimia populer, lan uga minangka teknologi panyimpenan energi anyar sing paling cepet berkembang ing donya.Energi elektrokimia

panyimpenan utamané adhedhasar baterei lithium-ion.Ing pungkasan taun 2021, kapasitas terpasang kumulatif panyimpenan energi anyar ing donya wis ngluwihi 25 yuta

kilowatt, sing pangsa pasar baterei lithium-ion wis tekan 90%.Iki amarga pangembangan gedhe-gedhe kendaraan listrik, kang menehi a

skenario aplikasi komersial skala gedhe kanggo panyimpenan energi elektrokimia adhedhasar baterei lithium-ion.

Nanging, teknologi panyimpenan energi baterei lithium-ion, minangka jinis baterei mobil, ora dadi masalah gedhe, nanging bakal ana akeh masalah nalika nerangake

ndhukung panyimpenan energi jangka panjang tingkat kothak.Salah sijine yaiku masalah safety lan biaya.Yen baterei lithium ion ditumpuk ing skala gedhe, biaya bakal tambah akeh,

lan safety disebabake akumulasi panas uga bebaya didhelikake ageng.Sing liyane yaiku sumber daya lithium banget winates, lan kendaraan listrik ora cukup,

lan kabutuhan kanggo panyimpenan energi long-term ora bisa ketemu.

Kepiye carane ngatasi masalah sing nyata lan penting iki?Saiki akeh ilmuwan fokus ing teknologi panyimpenan energi termal.Terobosan wis digawe ing

teknologi lan riset sing relevan.

Ing Nopember 2022, Komisi Eropa ngumumake proyek sing menang penghargaan "EU 2022 Innovation Radar Award", ing ngendi "AMADEUS"

proyek baterei sing dikembangake dening tim Institut Teknologi Madrid ing Spanyol menang Penghargaan Inovasi Paling apik ing EU ing 2022.

"Amadeus" minangka model baterei revolusioner.Proyek iki, sing tujuane kanggo nyimpen akeh energi saka energi terbarukan, dipilih dening Eropa

Komisi minangka salah sawijining panemuan paling apik ing 2022.

Baterei jinis iki dirancang dening tim ilmuwan Spanyol nyimpen keluwihan energi kui nalika solar utawa angin energi dhuwur ing wangun energi termal.

Panas iki digunakake kanggo panas materi (silikon alloy sinau ing project iki) kanggo luwih saka 1000 derajat Celsius.Sistem ngandhut wadhah khusus karo

piring photovoltaic termal madhep mlebu, kang bisa nerbitaké bagéan saka energi disimpen nalika dikarepake daya dhuwur.

Para peneliti nggunakake analogi kanggo nerangake proses kasebut: "Iku kaya nyelehake srengenge ing kothak."Rencana kasebut bisa ngowahi revolusi panyimpenan energi.Wis potensial gedhe kanggo

nggayuh tujuan iki lan wis dadi faktor kunci kanggo ngatasi owah-owahan iklim, sing ndadekake proyek "Amadeus" metu saka luwih saka 300 proyek sing dikirim.

lan menangaké Penghargaan Inovasi Paling apik ing EU.

Penyelenggara Penghargaan Radar Inovasi EU nerangake: "Titik sing penting yaiku nyedhiyakake sistem murah sing bisa nyimpen akeh energi kanggo a

dangu.Nduwe Kapadhetan energi sing dhuwur, efisiensi sakabèhé sing dhuwur, lan nggunakake bahan sing cukup lan murah.Iku sistem modular, digunakake digunakake, lan bisa nyedhiyani

panas resik lan listrik ing dikarepake."

Dadi, kepiye teknologi iki bisa digunakake?Apa skenario aplikasi lan prospek komersialisasi ing mangsa ngarep?

Kanthi prasaja, sistem iki nggunakake daya keluwihan sing diasilake dening energi sing bisa dianyari intermiten (kayata energi surya utawa energi angin) kanggo nyawiji logam murah,

kayata silikon utawa ferrosilicon, lan suhu luwih dhuwur tinimbang 1000 ℃.Silicon alloy bisa nyimpen akeh energi ing proses fusi sawijining.

Jinis energi iki diarani "panas laten".Contone, liter silikon (kira-kira 2,5 kg) nyimpen luwih saka 1 kilowatt-jam (1 kilowatt-jam) energi ing wangun.

panas laten, yaiku energi sing ana ing liter hidrogen kanthi tekanan 500 bar.Nanging, ora kaya hidrogen, silikon bisa disimpen ing atmosfer

tekanan, sing ndadekake sistem luwih murah lan luwih aman.

Kunci sistem kasebut yaiku carane ngowahi panas sing disimpen dadi energi listrik.Nalika silikon leleh ing suhu luwih saka 1000 º C, iku sumunar kaya srengenge.

Mula, sel fotovoltaik bisa digunakake kanggo ngowahi panas sing sumringah dadi energi listrik.

Generator fotovoltaik termal sing diarani minangka piranti fotovoltaik miniatur, sing bisa ngasilake energi 100 kaping luwih akeh tinimbang pembangkit listrik tenaga surya tradisional.

Ing tembung liya, yen siji meter persegi panel surya ngasilake 200 watt, siji meter persegi panel fotovoltaik termal bakal ngasilake 20 kilowatt.Lan ora mung

daya, nanging uga efficiency konversi luwih.Efisiensi sel fotovoltaik termal antara 30% lan 40%, sing gumantung saka suhu

saka sumber panas.Ing kontras, efisiensi panel surya fotovoltaik komersial antara 15% lan 20%.

Panggunaan generator fotovoltaik termal tinimbang mesin termal tradisional ngindhari panggunaan bagean obah, cairan lan penukar panas sing kompleks.Ing cara iki,

kabeh sistem bisa dadi ekonomi, kompak lan rame.

Miturut riset, sel photovoltaic termal laten bisa nyimpen jumlah gedhe saka sisa daya dianyari.

Alejandro Data, peneliti sing mimpin proyek kasebut, ujar: "Babagan gedhe saka listrik kasebut bakal diasilake nalika ana keluwihan pembangkit tenaga angin lan angin,

mula bakal didol kanthi rega murah banget ing pasar listrik.Penting banget kanggo nyimpen keluwihan listrik kasebut ing sistem sing murah banget.Iku banget migunani kanggo

nyimpen keluwihan listrik ing wangun panas, amarga iku salah siji cara paling murah kanggo nyimpen energi.

2. Iku 40 kaping luwih murah tinimbang baterei lithium-ion

Utamane, silikon lan ferrosilicon bisa nyimpen energi kanthi biaya kurang saka 4 euro saben kilowatt-jam, sing kaping 100 luwih murah tinimbang lithium-ion tetep saiki.

baterei.Sawise nambahake wadhah lan lapisan insulasi, biaya total bakal luwih dhuwur.Nanging, miturut panaliten, yen sistem cukup gedhe, biasane luwih

saka 10 megawatt jam, iku mbokmenawa bakal tekan biaya watara 10 euro saben kilowatt jam, amarga biaya insulasi termal bakal dadi bagean cilik saka total

biaya sistem.Nanging, biaya baterei lithium kira-kira 400 euro saben kilowatt-jam.

Siji masalah sing diadhepi sistem iki yaiku mung bagean cilik saka panas sing disimpen diowahi dadi listrik.Apa efisiensi konversi ing proses iki?Carane

nggunakake energi panas isih masalah kunci.

Nanging, peneliti tim percaya yen iki dudu masalah.Yen sistem cukup mirah, mung 30-40% saka energi perlu mbalekake ing wangun

listrik, sing bakal nggawe dheweke luwih unggul tinimbang teknologi liyane sing luwih larang, kayata baterei lithium-ion.

Kajaba iku, sisa 60-70% panas sing ora diowahi dadi listrik bisa langsung ditransfer menyang bangunan, pabrik utawa kutha kanggo nyuda batu bara lan alam.

konsumsi gas.

Panas nyumbang luwih saka 50% kabutuhan energi global lan 40% emisi karbon dioksida global.Kanthi cara iki, nyimpen energi angin utawa fotovoltaik ing laten

sel fotovoltaik termal ora mung bisa ngirit biaya, nanging uga bisa nyukupi kabutuhan panas pasar liwat sumber daya sing bisa dianyari.

3. Tantangan lan prospek mangsa ngarep

Teknologi panyimpenan termal fotovoltaik termal anyar sing dirancang dening tim Universitas Teknologi Madrid, sing nggunakake bahan paduan silikon, wis

kaluwihan ing biaya materi, suhu panyimpenan termal lan wektu panyimpenan energi.Silikon minangka unsur paling akeh nomer loro ing kerak bumi.Biaya

saben ton pasir silika mung 30-50 dolar, yaiku 1/10 saka bahan uyah molten.Kajaba iku, beda suhu panyimpenan termal pasir silika

partikel luwih dhuwur tinimbang uyah molten, lan suhu operasi maksimum bisa tekan luwih saka 1000 ℃.Suhu operasi sing luwih dhuwur uga

mbantu nambah efisiensi energi sakabèhé saka sistem pembangkit listrik photothermal.

Ora mung tim Datus sing weruh potensial sel fotovoltaik termal.Dheweke duwe loro saingan kuat: Massachusetts Institute of

Teknologi lan wiwitan California Antola Energy.Sing terakhir fokus ing riset lan pangembangan baterei gedhe sing digunakake ing industri abot (gedhe

konsumen bahan bakar fosil), lan entuk US $ 50 yuta kanggo ngrampungake riset ing Februari taun iki.Dana Terobosan Energi Bill Gates nyedhiyakake sawetara

dana investasi.

Peneliti ing Institut Teknologi Massachusetts ujar manawa model sel fotovoltaik termal wis bisa nggunakake maneh 40% energi sing digunakake kanggo panas.

bahan internal baterei prototipe.Dheweke nerangake: "Iki nggawe dalan kanggo efisiensi maksimal lan nyuda biaya panyimpenan energi termal,

supaya bisa decarbonize jaringan listrik.

Proyek Institut Teknologi Madrid durung bisa ngukur persentase energi sing bisa pulih, nanging luwih unggul tinimbang model Amerika.

ing siji aspek.Alejandro Data, peneliti sing mimpin proyek kasebut, nerangake: "Kanggo entuk efisiensi iki, proyek MIT kudu ngunggahake suhu nganti

2400 derajat.Baterei kita bisa digunakake ing 1200 derajat.Ing suhu iki, efisiensi bakal luwih murah tinimbang dheweke, nanging kita duwe masalah insulasi panas sing kurang.

Sawise kabeh, angel banget kanggo nyimpen bahan ing 2400 derajat tanpa nyebabake mundhut panas.

Mesthine, teknologi iki isih mbutuhake investasi akeh sadurunge mlebu pasar.Prototipe laboratorium saiki duwe kurang saka 1 kWh panyimpenan energi

kapasitas, nanging kanggo nggawe teknologi iki duwe bathi, iku perlu luwih saka 10 MWh kapasitas panyimpenan energi.Mulane, tantangan sabanjure kanggo nggedhekake skala saka

teknologi lan nguji kelayakan ing skala gedhe.Kanggo nggayuh iki, peneliti saka Institut Teknologi Madrid wis nggawe tim

kanggo nggawe iku bisa.