Dizze technology foar enerzjyopslach wûn de 2022 EU Best Innovation Award, 40 kear goedkeaper dan lithium-ion-batterij

Thermyske enerzjyopslach mei silisium en ferrosilisium as medium kin enerzjy opslaan foar in kosten fan minder dan 4 euro per kilowatt-oere, dat is 100 kear

goedkeaper as de hjoeddeiske fêste lithium-ion batterij.Nei it tafoegjen fan de kontener en isolaasjelaach kinne de totale kosten sa'n 10 euro per kilowatt-oere wêze,

wat folle goedkeaper is as de lithiumbatterij fan 400 euro de kilowatt-oere.

It ûntwikkeljen fan duorsume enerzjy, it bouwen fan nije enerzjysystemen en it stypjen fan enerzjyopslach binne in barriêre dy't oerwûn wurde moat.

De out-of-the-box aard fan elektrisiteit en de volatiliteit fan opwekking fan duorsume enerzjy lykas fotovoltaïsche en wynenerzjy meitsje it oanbod en fraach

fan elektrisiteit soms mismatched.Op it stuit kin sa'n regeljouwing oanpast wurde troch koal- en ierdgas-enerzjy as wetterkrêft om stabiliteit te berikken

en fleksibiliteit fan macht.Mar yn 'e takomst, mei it weromlûken fan fossile enerzjy en it tanimmen fan duorsume enerzjy, goedkeape en effisjinte enerzjyopslach

konfiguraasje is de kaai.

Enerzjy opslachtechnology is benammen ferdield yn fysike enerzjy opslach, elektrogemyske enerzjy opslach, termyske enerzjy opslach en gemyske enerzjy opslach.

Lykas meganyske enerzjy opslach en pompe opslach hearre ta fysike enerzjy opslach technology.Dizze enerzjy opslach metoade hat relatyf lege priis en

hege konverzje effisjinsje, mar it projekt is relatyf grut, beheind troch geografyske lokaasje, en de bou perioade is ek hiel lang.It is dreech om

oanpasse oan 'e peak-skeerfraach fan duorsume enerzjykrêft allinich troch pompte opslach.

Op it stuit is elektrogemyske enerzjyopslach populêr, en it is ek de rapst groeiende nije enerzjyopslachtechnology yn 'e wrâld.Elektrogemyske enerzjy

opslach is benammen basearre op lithium-ion batterijen.Tsjin it ein fan 2021 is de kumulative ynstalleare kapasiteit fan nije enerzjyopslach yn 'e wrâld 25 miljoen

kilowatt, wêrfan it merkoandiel fan lithium-ion-batterijen 90% hat berikt.Dit komt troch de grutskalige ûntwikkeling fan elektryske auto's, dy't in

grutskalige kommersjele tapassing senario foar elektrogemyske enerzjy opslach basearre op lithium-ion batterijen.

Lithium-ion batterij enerzjy opslach technology, as in soarte fan auto batterij, is lykwols net in grut probleem, mar d'r sille in protte problemen wêze as it giet om

stypjen fan grid-nivo lange-termyn enerzjy opslach.Ien is it probleem fan feiligens en kosten.As lithium-ion-batterijen op grutte skaal wurde steapele, sille de kosten fermannichfâldigje,

en de feiligens feroarsake troch waarmteakkumulaasje is ek in enoarm ferburgen gefaar.De oare is dat lithiumboarnen heul beheind binne, en elektryske auto's binne net genôch,

en de needsaak foar lange-termyn enerzjy opslach kin net foldien wurde.

Hoe kinne jo dizze realistyske en driuwende problemen oplosse?No hawwe in protte wittenskippers har rjochte op technology foar opslach fan termyske enerzjy.Der binne trochbraken makke yn

relevante technologyen en ûndersyk.

Yn novimber 2022 kundige de Europeeske Kommisje it priiswinnende projekt oan fan 'e "EU 2022 Innovation Radar Award", wêryn de "AMADEUS"

batterijprojekt ûntwikkele troch it team fan it Madrid Institute of Technology yn Spanje wûn de EU Best Innovation Award yn 2022.

"Amadeus" is in revolúsjonêr batterijmodel.Dit projekt, dat as doel hat om in grutte hoemannichte enerzjy út duorsume enerzjy op te slaan, is selektearre troch de Europeeske

Kommisje as ien fan 'e bêste útfinings yn 2022.

Dit soarte fan batterij ûntwurpen troch it Spaanske wittenskipper team bewarret de oerstallige enerzjy opwekt as sinne- of wynenerzjy heech is yn 'e foarm fan termyske enerzjy.

Dizze waarmte wurdt brûkt om in materiaal te ferwaarmjen (silisiumlegering wurdt yn dit projekt studearre) oant mear as 1000 graden Celsius.It systeem befettet in spesjale kontener mei de

thermyske fotovoltaïske plaat nei binnen rjochte, dy't in diel fan 'e opsleine enerzjy frijlitte kin as de enerzjyfraach heech is.

De ûndersikers brûkten in analogy om it proses te ferklearjen: "It is as de sinne yn in doaze sette."Har plan kin enerzjy opslach revolúsjonearje.It hat grutte potinsje om

berikke dit doel en is in wichtige faktor wurden yn it oanpakken fan klimaatferoaring, wêrtroch it "Amadeus"-projekt opfalt fan mear as 300 yntsjinne projekten

en wûn de EU Best Innovation Award.

De organisator fan 'e EU Innovation Radar Award ferklearre: "It weardefolle punt is dat it in goedkeap systeem leveret dat in grutte hoemannichte enerzjy opslaan kin foar in

lange tiid.It hat hege enerzjytichtens, hege totale effisjinsje, en brûkt genôch en lege kosten materialen.It is in modulêr systeem, in soad brûkt, en kin leverje

skjinne waarmte en elektrisiteit op fraach.”

Dus, hoe wurket dizze technology?Wat binne de takomstige tapassingscenario's en kommersialisaasjeperspektyf?

Om it gewoan te sizzen, brûkt dit systeem de oerstallige macht generearre troch intermitterende duorsume enerzjy (lykas sinne-enerzjy of wynenerzjy) om goedkeape metalen te smelten,

lykas silisium of ferrosilisium, en de temperatuer is heger dan 1000 ℃.Silisiumlegering kin in grutte hoemannichte enerzjy opslaan yn har fúzjeproses.

Dit soarte enerzjy wurdt "latinte waarmte" neamd.Bygelyks, in liter silisium (sawat 2,5 kg) bewarret mear as 1 kilowatt-oere (1 kilowatt-oere) oan enerzjy yn 'e foarm

fan latinte waarmte, dat is krekt de enerzjy yn in liter wetterstof by 500 bar druk.Oars as wetterstof kin silisium lykwols ûnder atmosfear opslein wurde

druk, dat makket it systeem goedkeaper en feiliger.

De kaai fan it systeem is hoe't jo de opsleine waarmte omsette yn elektryske enerzjy.As silisium smelt by in temperatuer fan mear as 1000 ºC, skynt it as de sinne.

Dêrom kinne fotovoltaïske sellen brûkt wurde om de strieljende waarmte yn elektryske enerzjy te konvertearjen.

De saneamde thermyske fotovoltaïske generator is as in miniatuerfotovoltaïsk apparaat, dat 100 kear mear enerzjy kin generearje as tradisjonele sinne-sintrales.

Mei oare wurden, as ien fjouwerkante meter sinnepanielen 200 watt produsearret, sil ien fjouwerkante meter thermyske fotovoltaïske panielen 20 kilowatt produsearje.En net allinnich

de macht, mar ek de konverzje effisjinsje is heger.De effisjinsje fan thermyske fotovoltaïske sellen is tusken 30% en 40%, wat hinget fan 'e temperatuer

fan de waarmte boarne.Yn tsjinstelling is de effisjinsje fan kommersjele fotovoltaïske sinnepanielen tusken 15% en 20%.

It gebrûk fan thermyske fotovoltaïske generators ynstee fan tradisjonele thermyske motoren foarkomt it gebrûk fan bewegende dielen, floeistoffen en komplekse waarmtewikselers.Op dizze wize,

it hiele systeem kin wêze ekonomysk, kompakt en noiseless.

Neffens it ûndersyk kinne latinte thermyske fotovoltaïske sellen in grutte hoemannichte oerbliuwende enerzjy opslaan.

Alejandro Data, in ûndersiker dy't it projekt liede, sei: "In grut part fan dizze elektrisiteit sil wurde opwekt as der oerskot is yn wyn- en wynenerzjy,

sa sil it wurde ferkocht oan in hiel lege priis yn de elektrisiteit merk.It is tige wichtich om dizze oerstallige elektrisiteit op te slaan yn in heul goedkeap systeem.It is tige sinfol om

it oerstallige elektrisiteit opslaan yn de foarm fan waarmte, want it is ien fan de goedkeapste manieren om enerzjy op te slaan.”

2. It is 40 kear goedkeaper as lithium-ion batterij

Benammen silisium en ferrosilisium kinne enerzjy opslaan foar in kosten fan minder as 4 euro per kilowatt-oere, wat 100 kear goedkeaper is as it hjoeddeistige fêste lithium-ion

batterij.Nei it tafoegjen fan de kontener en isolaasjelaach sille de totale kosten heger wêze.Lykwols, neffens de stúdzje, as it systeem is grut genôch, meastal mear

as 10 megawatt oeren, sil it nei alle gedachten de kosten fan sa'n 10 euro per kilowatt oere berikke, om't de kosten fan termyske isolaasje in lyts part fan 'e totale sille wêze

kosten fan it systeem.Lykwols, de kosten fan lithium batterij is sa'n 400 euro per kilowatt-oere.

Ien probleem mei dit systeem is dat mar in lyts part fan 'e opsleine waarmte werom wurdt omsetten nei elektrisiteit.Wat is de konverzje-effisjinsje yn dit proses?Hoe

brûke de oerbleaune waarmte enerzjy is it wichtichste probleem.

De ûndersikers fan it team leauwe lykwols dat dit gjin problemen binne.As it systeem goedkeap genôch is, hoecht mar 30-40% fan de enerzjy werom te kommen yn de foarm fan

elektrisiteit, dat sil meitsje se superieur oan oare djoerder technologyen, lykas lithium-ion batterijen.

Derneist kinne de oerbleaune 60-70% fan 'e waarmte dy't net yn elektrisiteit omboud wurde direkt wurde oerdroegen oan gebouwen, fabriken of stêden om stienkoal en natuer te ferminderjen

gas konsumpsje.

Heat is goed foar mear as 50% fan 'e wrâldwide enerzjyfraach en 40% fan' e wrâldwide útstjit fan koalstofdiokside.Op dizze manier, it opslaan fan wyn as fotovoltaïske enerzjy yn latinte

thermyske fotovoltaïske sellen kinne net allinich in soad kosten besparje, mar ek foldwaan oan 'e enoarme waarmtefraach fan' e merk fia duorsume boarnen.

3. Útdagings en takomstperspektyf

De nije thermyske fotovoltaïske thermyske opslachtechnology ûntworpen troch it team fan Madrid University of Technology, dy't silisiumlegeringsmaterialen brûkt, hat

foardielen yn materiaal kosten, termyske opslach temperatuer en enerzjy opslach tiid.Silisium is it twadde meast oerfloedige elemint yn 'e ierdkoarste.De kosten

per ton silika sân is mar 30-50 dollar, dat is 1/10 fan it smelte sâlt materiaal.Boppedat, de termyske opslach temperatuer ferskil fan silica sân

dieltsjes is folle heger as dat fan gesmolten sâlt, en de maksimale bestjoeringssysteem temperatuer kin berikke mear as 1000 ℃.Hegere wurktemperatuer ek

helpt om de algemiene enerzjy-effisjinsje fan it systeem foar opwekking fan fototermyske enerzjy te ferbetterjen.

It team fan Datus is net de ienige dy't it potensjeel sjocht fan thermyske fotovoltaïske sellen.Se hawwe twa machtige rivalen: de prestizjeuze Massachusetts Institute of

Technology en de Kalifornyske start-up Antola Energy.De lêste rjochtet him op it ûndersyk en ûntwikkeling fan grutte batterijen brûkt yn swiere yndustry (in grutte

fossile brânstofkonsumint), en krige US $ 50 miljoen om it ûndersyk yn febrewaris dit jier te foltôgjen.Bill Gates' Breakthrough Energy Fund joech wat

ynvestearrings fûnsen.

Undersikers fan it Massachusetts Institute of Technology seine dat har thermyske fotovoltaïske selmodel 40% fan 'e enerzjy brûkt hat om te ferwaarmjen

de ynterne materialen fan 'e prototype batterij.Se ferklearre: "Dit makket in paad foar maksimale effisjinsje en kostenreduksje fan opslach fan thermyske enerzjy,

wêrtroch it mooglik is om it enerzjynet te dekarbonisearjen."

It projekt fan it Madrid Institute of Technology is net yn steat om it persintaazje enerzjy te mjitten dat it kin weromhelje, mar it is superieur oan it Amerikaanske model

yn ien aspekt.Alejandro Data, de ûndersiker dy't it projekt liede, ferklearre: "Om dizze effisjinsje te berikken, moat it MIT-projekt de temperatuer ferheegje nei

2400 graden.Us batterij wurket op 1200 graden.By dizze temperatuer sil de effisjinsje leger wêze as harres, mar wy hawwe folle minder problemen mei waarmteisolaasje.

It is ommers hiel lestich om materialen op 2400 graden op te slaan sûnder waarmteferlies te feroarsaakjen.”

Fansels hat dizze technology noch in protte ynvestearring nedich foardat se de merk yngeane.It hjoeddeiske laboratoariumprototype hat minder dan 1 kWh oan enerzjyopslach

kapasiteit, mar om dizze technology rendabel te meitsjen, hat it mear as 10 MWh enerzjyopslachkapasiteit nedich.Dêrom is de folgjende útdaging te wreidzjen de skaal fan

de technology en test de helberens op grutte skaal.Om dit te berikken hawwe ûndersikers fan it Madrid Institute of Technology teams boud

om it mooglik te meitsjen.