Kjo teknologji e ruajtjes së energjisë fitoi Çmimin e Inovacionit më të Mirë të BE-së 2022, 40 herë më lirë se bateria litium-jon

Ruajtja e energjisë termike duke përdorur silikon dhe ferrosilikon si mjet mund të ruajë energjinë me një kosto prej më pak se 4 euro për kilovat-orë, që është 100 herë

më e lirë se bateria aktuale fikse litium-jon.Pas shtimit të kontejnerit dhe shtresës izoluese, kostoja totale mund të jetë rreth 10 euro për kilovat-orë.

që është shumë më lirë se bateria e litiumit prej 400 euro për kilovat-orë.

Zhvillimi i energjisë së rinovueshme, ndërtimi i sistemeve të reja të energjisë dhe mbështetja e ruajtjes së energjisë janë një pengesë që duhet kapërcyer.

Natyra e rrymës elektrike dhe paqëndrueshmëria e gjenerimit të energjisë së rinovueshme, si energjia fotovoltaike dhe era, bëjnë që oferta dhe kërkesa.

e energjisë elektrike ndonjëherë nuk përputhet.Aktualisht, një rregullim i tillë mund të rregullohet nga prodhimi i energjisë nga qymyri dhe gazi natyror ose hidrocentralet për të arritur stabilitet

dhe fleksibiliteti i fuqisë.Por në të ardhmen, me tërheqjen e energjisë fosile dhe rritjen e energjisë së rinovueshme, ruajtja e lirë dhe efikase e energjisë

konfigurimi është çelësi.

Teknologjia e ruajtjes së energjisë ndahet kryesisht në ruajtjen fizike të energjisë, ruajtjen e energjisë elektrokimike, ruajtjen e energjisë termike dhe ruajtjen e energjisë kimike.

Të tilla si ruajtja e energjisë mekanike dhe ruajtja e pompuar i përkasin teknologjisë së ruajtjes fizike të energjisë.Kjo metodë e ruajtjes së energjisë ka çmim relativisht të ulët dhe

efikasitet i lartë i konvertimit, por projekti është relativisht i madh, i kufizuar nga vendndodhja gjeografike dhe periudha e ndërtimit është gjithashtu shumë e gjatë.Është e vështirë të

përshtaten me kërkesën maksimale për rruajtje të energjisë së rinovueshme vetëm nga magazinimi me pompë.

Aktualisht, ruajtja e energjisë elektrokimike është e popullarizuar dhe është gjithashtu teknologjia e re e ruajtjes së energjisë me rritje më të shpejtë në botë.Energjia elektrokimike

ruajtja bazohet kryesisht në bateritë litium-jon.Deri në fund të vitit 2021, kapaciteti kumulativ i instaluar i ruajtjes së energjisë së re në botë ka tejkaluar 25 milionë

kilovat, nga të cilat pjesa e tregut të baterive litium-jon ka arritur në 90%.Kjo është për shkak të zhvillimit në shkallë të gjerë të automjeteve elektrike, i cili siguron a

Skenari i aplikimit komercial në shkallë të gjerë për ruajtjen e energjisë elektrokimike bazuar në bateritë litium-jon.

Megjithatë, teknologjia e ruajtjes së energjisë së baterisë litium-jon, si një lloj baterie automobilistike, nuk është një problem i madh, por do të ketë shumë probleme kur bëhet fjalë për

duke mbështetur ruajtjen afatgjatë të energjisë në nivel rrjeti.Njëri është problemi i sigurisë dhe kostos.Nëse bateritë me jon litium grumbullohen në një shkallë të madhe, kostoja do të shumëfishohet,

dhe siguria e shkaktuar nga akumulimi i nxehtësisë është gjithashtu një rrezik i madh i fshehur.Tjetra është se burimet e litiumit janë shumë të kufizuara dhe automjetet elektrike nuk janë të mjaftueshme.

dhe nevoja për ruajtje afatgjatë të energjisë nuk mund të plotësohet.

Si të zgjidhen këto probleme realiste dhe urgjente?Tani shumë shkencëtarë janë fokusuar në teknologjinë e ruajtjes së energjisë termike.Janë bërë përparime në

teknologjitë dhe kërkimet përkatëse.

Në nëntor 2022, Komisioni Evropian shpalli projektin fitues të çmimit të "Çmimit të Radarit të Inovacionit të BE-së 2022", në të cilin "AMADEUS"

Projekti i baterive i zhvilluar nga ekipi i Institutit të Teknologjisë në Madrid në Spanjë fitoi çmimin e BE-së për Inovacionin më të Mirë në 2022.

"Amadeus" është një model revolucionar baterish.Ky projekt, i cili synon të ruajë një sasi të madhe energjie nga energjia e rinovueshme, është përzgjedhur nga evropiani

Komisioni si një nga shpikjet më të mira në 2022.

Kjo lloj baterie e projektuar nga ekipi i shkencëtarëve spanjollë ruan energjinë e tepërt të gjeneruar kur energjia diellore ose e erës është e lartë në formën e energjisë termike.

Kjo nxehtësi përdoret për të ngrohur një material (aliazh silikoni është studiuar në këtë projekt) në më shumë se 1000 gradë Celsius.Sistemi përmban një enë të veçantë me

Pllakë termike fotovoltaike e kthyer nga brenda, e cila mund të çlirojë një pjesë të energjisë së ruajtur kur kërkesa për energji është e lartë.

Studiuesit përdorën një analogji për të shpjeguar procesin: "Është si të vendosësh diellin në një kuti."Plani i tyre mund të revolucionarizojë ruajtjen e energjisë.Ka potencial të madh për të

të arrijë këtë qëllim dhe është bërë një faktor kyç në trajtimin e ndryshimeve klimatike, gjë që e bën projektin “Amadeus” të dallohet nga më shumë se 300 projekte të paraqitura.

dhe fitoi çmimin e BE-së për Inovacionin më të Mirë.

Organizatori i çmimit të BE-së për Radarin e Inovacionit shpjegoi: “Pika e vlefshme është se ai ofron një sistem të lirë që mund të ruajë një sasi të madhe energjie për një

kohe e gjate.Ka densitet të lartë energjie, efikasitet të lartë të përgjithshëm dhe përdor materiale të mjaftueshme dhe me kosto të ulët.Është një sistem modular, i përdorur gjerësisht dhe mund të ofrojë

ngrohje e pastër dhe energji elektrike sipas kërkesës.”

Pra, si funksionon kjo teknologji?Cilat janë skenarët e ardhshëm të aplikimit dhe perspektivat e komercializimit?

Për ta thënë thjesht, ky sistem përdor energjinë e tepërt të gjeneruar nga energjia e rinovueshme me ndërprerje (si energjia diellore ose energjia e erës) për të shkrirë metale të lira.

të tilla si silikoni ose ferrosilicon, dhe temperatura është më e lartë se 1000 ℃.Lidhja e silikonit mund të ruajë një sasi të madhe energjie në procesin e shkrirjes së saj.

Ky lloj energjie quhet "nxehtësi latente".Për shembull, një litër silikon (rreth 2,5 kg) ruan më shumë se 1 kilovat-orë (1 kilovat-orë) energji në formë

të nxehtësisë latente, që është pikërisht energjia që përmban një litër hidrogjen në presion 500 bar.Megjithatë, ndryshe nga hidrogjeni, silikoni mund të ruhet në atmosferë

presioni, i cili e bën sistemin më të lirë dhe më të sigurt.

Çelësi i sistemit është se si të konvertohet nxehtësia e ruajtur në energji elektrike.Kur silikoni shkrihet në një temperaturë prej më shumë se 1000 º C, ai shkëlqen si dielli.

Prandaj, qelizat fotovoltaike mund të përdoren për të shndërruar nxehtësinë rrezatuese në energji elektrike.

I ashtuquajturi gjenerator termik fotovoltaik është si një pajisje fotovoltaike miniaturë, e cila mund të gjenerojë 100 herë më shumë energji sesa termocentralet tradicionale diellore.

Me fjalë të tjera, nëse një metër katror i paneleve diellore prodhon 200 vat, një metër katror panele fotovoltaike termike do të prodhojë 20 kilovat.Dhe jo vetëm

fuqia, por edhe efikasiteti i konvertimit është më i lartë.Efikasiteti i qelizave fotovoltaike termike është midis 30% dhe 40%, që varet nga temperatura

të burimit të nxehtësisë.Në të kundërt, efikasiteti i paneleve diellore fotovoltaike komerciale është midis 15% dhe 20%.

Përdorimi i gjeneratorëve termikë fotovoltaikë në vend të motorëve termikë tradicionalë shmang përdorimin e pjesëve lëvizëse, lëngjeve dhe shkëmbyesve kompleks të nxehtësisë.Në këtë mënyrë,

i gjithë sistemi mund të jetë ekonomik, kompakt dhe pa zhurmë.

Sipas hulumtimit, qelizat latente termike fotovoltaike mund të ruajnë një sasi të madhe të energjisë së mbetur të rinovueshme.

Alejandro Data, një studiues që udhëhoqi projektin, tha: “Një pjesë e madhe e kësaj energjie elektrike do të prodhohet kur të ketë tepricë në prodhimin e energjisë së erës dhe të erës.

pra do të shitet me çmim shumë të ulët në tregun e energjisë elektrike.Është shumë e rëndësishme që këto energji të tepërta të ruhen në një sistem shumë të lirë.Është shumë kuptimplotë për të

ruajeni energjinë e tepërt në formën e nxehtësisë, sepse është një nga mënyrat më të lira për të ruajtur energjinë.”

2. Është 40 herë më lirë se bateria litium-jon

Në veçanti, silikoni dhe ferrosilikon mund të ruajnë energji me një kosto prej më pak se 4 euro për kilovat-orë, që është 100 herë më lirë se litium-joni aktual fiks.

bateri.Pas shtimit të kontejnerit dhe shtresës izoluese, kostoja totale do të jetë më e lartë.Megjithatë, sipas studimit, nëse sistemi është mjaft i madh, zakonisht më shumë

se 10 megavat orë, ndoshta do të arrijë koston rreth 10 euro për kilovat orë, sepse kostoja e termoizolimit do të jetë një pjesë e vogël e totalit.

kostoja e sistemit.Megjithatë, kostoja e baterisë së litiumit është rreth 400 euro për kilovat-orë.

Një problem me të cilin përballet ky sistem është se vetëm një pjesë e vogël e nxehtësisë së ruajtur kthehet në energji elektrike.Cili është efikasiteti i konvertimit në këtë proces?Si të

përdorimi i energjisë së mbetur të nxehtësisë është problemi kryesor.

Megjithatë, studiuesit e ekipit besojnë se këto nuk janë probleme.Nëse sistemi është mjaft i lirë, vetëm 30-40% e energjisë duhet të rikuperohet në formën e

elektriciteti, gjë që do t'i bëjë ato superiore ndaj teknologjive të tjera më të shtrenjta, siç janë bateritë litium-jon.

Përveç kësaj, 60-70% e mbetur e nxehtësisë që nuk shndërrohet në energji elektrike mund të transferohet drejtpërdrejt në ndërtesa, fabrika ose qytete për të reduktuar qymyrin dhe natyrën.

konsumi i gazit.

Nxehtësia përbën më shumë se 50% të kërkesës globale për energji dhe 40% të emetimeve globale të dioksidit të karbonit.Në këtë mënyrë, ruajtja e energjisë së erës ose fotovoltaike në latente

Qelizat termike fotovoltaike jo vetëm që mund të kursejnë shumë kosto, por edhe të plotësojnë kërkesën e madhe për ngrohje të tregut nëpërmjet burimeve të rinovueshme.

3. Sfidat dhe perspektivat e ardhshme

Teknologjia e re termike e ruajtjes termike fotovoltaike e projektuar nga ekipi i Universitetit të Teknologjisë së Madridit, i cili përdor materiale aliazh silikoni, ka

avantazhet në koston e materialit, temperaturën e ruajtjes termike dhe kohën e ruajtjes së energjisë.Siliconi është elementi i dytë më i bollshëm në koren e tokës.Kosto

për ton rërë silicë është vetëm 30-50 dollarë, që është 1/10 e materialit të kripës së shkrirë.Përveç kësaj, ndryshimi i temperaturës së ruajtjes termike të rërës silicë

grimcat është shumë më e lartë se ajo e kripës së shkrirë, dhe temperatura maksimale e funksionimit mund të arrijë më shumë se 1000 ℃.Temperatura më e lartë e funksionimit gjithashtu

ndihmon në përmirësimin e efikasitetit të përgjithshëm të energjisë të sistemit të prodhimit të energjisë fototermale.

Ekipi i Datus nuk është i vetmi që sheh potencialin e qelizave fotovoltaike termike.Ata kanë dy rivalë të fuqishëm: Institutin prestigjioz të Massachusetts

Teknologjia dhe fillimi i Kalifornisë Antola Energy.Ky i fundit fokusohet në kërkimin dhe zhvillimin e baterive të mëdha të përdorura në industrinë e rëndë (një të madhe

konsumatori i karburantit fosil), dhe mori 50 milionë dollarë për të përfunduar kërkimin në shkurt të këtij viti.Fondi i Përparimit të Energjisë i Bill Gates siguroi disa

fondet e investimeve.

Studiuesit në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets thanë se modeli i tyre i qelizave fotovoltaike termike ka qenë në gjendje të ripërdorë 40% të energjisë së përdorur për ngrohje.

materialet e brendshme të baterisë prototip.Ata shpjeguan: “Kjo krijon një rrugë për efikasitet maksimal dhe ulje të kostos së ruajtjes së energjisë termike,

duke bërë të mundur dekarbonizimin e rrjetit të energjisë.

Projekti i Institutit të Teknologjisë në Madrid nuk ka mundur të masë përqindjen e energjisë që mund të rikuperojë, por është superior ndaj modelit amerikan.

në një aspekt.Alejandro Data, studiuesi që drejtoi projektin, shpjegoi: “Për të arritur këtë efikasitet, projekti MIT duhet të rrisë temperaturën në

2400 gradë.Bateria jonë funksionon në 1200 gradë.Në këtë temperaturë, rendimenti do të jetë më i ulët se i tyre, por kemi shumë më pak probleme me izolimin termik.

Në fund të fundit, është shumë e vështirë të ruash materialet në 2400 gradë pa shkaktuar humbje të nxehtësisë.

Sigurisht, kjo teknologji ka ende nevojë për shumë investime përpara se të hyjë në treg.Prototipi aktual i laboratorit ka më pak se 1 kWh ruajtje të energjisë

kapaciteti, por për ta bërë këtë teknologji fitimprurëse, i nevojiten më shumë se 10 MWh kapacitet ruajtës të energjisë.Prandaj, sfida tjetër është zgjerimi i shkallës së

teknologjinë dhe testimin e realizueshmërisë së saj në një shkallë të gjerë.Për të arritur këtë, studiuesit nga Instituti i Teknologjisë në Madrid kanë ndërtuar ekipe

për ta bërë të mundur.