यो ऊर्जा भण्डारण प्रविधिले 2022 EU सर्वश्रेष्ठ नवाचार पुरस्कार जित्यो, लिथियम-आयन ब्याट्री भन्दा 40 गुणा सस्तो

माध्यमको रूपमा सिलिकन र फेरोसिलिकन प्रयोग गरी थर्मल ऊर्जा भण्डारणले प्रति किलोवाट-घण्टा 4 यूरो भन्दा कमको लागतमा ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छ, जुन 100 गुणा हो।

हालको स्थिर लिथियम आयन ब्याट्री भन्दा सस्तो।कन्टेनर र इन्सुलेशन तह थपेपछि, कुल लागत लगभग 10 यूरो प्रति किलोवाट-घण्टा हुन सक्छ,

जुन 400 यूरो प्रति किलोवाट-घण्टाको लिथियम ब्याट्री भन्दा धेरै सस्तो छ।

नवीकरणीय ऊर्जाको विकास, नयाँ उर्जा प्रणाली निर्माण र ऊर्जा भण्डारणलाई समर्थन गर्ने बाधाहरू छन् जसलाई पार गर्नैपर्छ।

बिजुलीको बाहिरी प्रकृति र फोटोभोल्टिक र पवन उर्जा जस्ता नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादनको अस्थिरताले आपूर्ति र मागलाई बढाउँछ।

कहिलेकाहीं बिजुली बेमेल।हाल, यस्तो नियमन कोइला र प्राकृतिक ग्याँस ऊर्जा उत्पादन वा जलविद्युत द्वारा समायोजित गर्न सकिन्छ स्थिरता प्राप्त गर्न।

र शक्ति को लचीलापन।तर भविष्यमा, जीवाश्म ऊर्जा फिर्ता र नवीकरणीय ऊर्जाको वृद्धि संग, सस्तो र कुशल ऊर्जा भण्डारण

कन्फिगरेसन कुञ्जी हो।

ऊर्जा भण्डारण प्रविधि मुख्यतया भौतिक ऊर्जा भण्डारण, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण, थर्मल ऊर्जा भण्डारण र रासायनिक ऊर्जा भण्डारणमा विभाजित छ।

जस्तै मेकानिकल ऊर्जा भण्डारण र पम्प भण्डारण भौतिक ऊर्जा भण्डारण प्रविधि हो।यो ऊर्जा भण्डारण विधि अपेक्षाकृत कम मूल्य र छ

उच्च रूपान्तरण दक्षता, तर परियोजना अपेक्षाकृत ठूलो छ, भौगोलिक स्थान द्वारा सीमित छ, र निर्माण अवधि पनि धेरै लामो छ।गर्न गाह्रो छ

पम्प गरिएको भण्डारणद्वारा मात्र नवीकरणीय ऊर्जा शक्तिको शिखर सेभिङ माग अनुरूप।

वर्तमानमा, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण लोकप्रिय छ, र यो संसारमा सबैभन्दा छिटो बढ्दो नयाँ ऊर्जा भण्डारण प्रविधि पनि हो।इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा

भण्डारण मुख्यतया लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा आधारित छ।2021 को अन्त्य सम्म, संसारमा नयाँ ऊर्जा भण्डारण को संचयी स्थापित क्षमता 25 मिलियन नाघेको छ।

किलोवाट, जसमध्ये लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको बजार हिस्सा ९०% पुगेको छ।यो ठूलो मात्रामा विद्युतीय सवारी साधनको विकासको कारण हो, जसले ए

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा आधारित इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारणको लागि ठूलो मात्रामा व्यावसायिक अनुप्रयोग परिदृश्य।

यद्यपि, लिथियम-आयन ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रविधि, एक प्रकारको अटोमोबाइल ब्याट्रीको रूपमा, ठूलो समस्या होइन, तर यो आउँदा धेरै समस्याहरू हुनेछन्।

ग्रिड-स्तर दीर्घकालीन ऊर्जा भण्डारण समर्थन।एउटा सुरक्षा र लागतको समस्या हो।यदि लिथियम आयन ब्याट्रीहरू ठूलो मात्रामा स्ट्याक गरिएको छ भने, लागत गुणा हुनेछ,

र गर्मी संचय को कारण सुरक्षा पनि एक ठूलो लुकेको खतरा हो।अर्को भनेको लिथियम स्रोतहरू धेरै सीमित छन्, र विद्युतीय सवारी साधनहरू पर्याप्त छैनन्,

र दीर्घकालीन ऊर्जा भण्डारणको आवश्यकता पूरा गर्न सकिँदैन।

यी यथार्थपरक र अत्यावश्यक समस्याहरू कसरी समाधान गर्ने?अब धेरै वैज्ञानिकहरूले थर्मल ऊर्जा भण्डारण प्रविधिमा ध्यान केन्द्रित गरेका छन्।मा सफलता प्राप्त भएको छ

सान्दर्भिक प्रविधि र अनुसन्धान।

नोभेम्बर २०२२ मा, युरोपेली आयोगले "EU 2022 Innovation Radar Award" को पुरस्कार विजेता परियोजना घोषणा गर्‍यो, जसमा "AMADEUS"

स्पेनको म्याड्रिड इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीको टोलीले विकसित गरेको ब्याट्री परियोजनाले २०२२ मा EU बेस्ट इनोभेसन अवार्ड जित्यो।

"Amadeus" एक क्रान्तिकारी ब्याट्री मोडेल हो।नवीकरणीय ऊर्जाबाट ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण गर्ने लक्ष्य राखेको यो परियोजना युरोपेलीले छनोट गरेको हो

2022 मा सबै भन्दा राम्रो आविष्कार को रूपमा आयोग।

स्पेनी वैज्ञानिक टोलीले डिजाइन गरेको यस किसिमको ब्याट्रीले सौर्य वा वायु ऊर्जा तापीय ऊर्जाको रूपमा उच्च हुँदा उत्पन्न हुने अतिरिक्त ऊर्जा भण्डारण गर्छ।

यो ताप सामग्री (सिलिकन मिश्र धातु यस परियोजनामा ​​अध्ययन गरिएको छ) लाई 1000 डिग्री सेल्सियस भन्दा बढी ताप्न प्रयोग गरिन्छ।प्रणालीसँग एक विशेष कन्टेनर समावेश छ

थर्मल फोटोभोल्टिक प्लेट भित्रतिर फर्कन्छ, जसले ऊर्जाको माग उच्च हुँदा भण्डारण गरिएको ऊर्जाको अंश छोड्न सक्छ।

अनुसन्धानकर्ताहरूले प्रक्रियाको व्याख्या गर्न एक समानता प्रयोग गरे: "यो एउटा बक्समा सूर्य राख्ने जस्तै हो।"तिनीहरूको योजनाले ऊर्जा भण्डारणमा क्रान्ति ल्याउन सक्छ।गर्ने ठूलो सम्भावना छ

यो लक्ष्य हासिल गर्न र जलवायु परिवर्तनको सामना गर्न एक प्रमुख कारक बनेको छ, जसले "Amadeus" परियोजनालाई पेश गरिएका 300 भन्दा बढी परियोजनाहरूबाट अलग बनाउँछ।

र EU बेस्ट इनोभेसन अवार्ड जित्यो।

ईयू इनोभेसन रडार अवार्डका आयोजकले यसो भने: “महत्वपूर्ण कुरा यो हो कि यसले सस्तो प्रणाली प्रदान गर्दछ जसले ऊर्जाको ठूलो मात्रामा भण्डारण गर्न सक्छ।

लामो समय।यसमा उच्च ऊर्जा घनत्व छ, उच्च समग्र दक्षता छ, र पर्याप्त र कम लागत सामग्री प्रयोग गर्दछ।यो एक मोड्युलर प्रणाली हो, व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र प्रदान गर्न सक्छ

स्वच्छ तातो र माग अनुसार बिजुली।

त्यसोभए, यो प्रविधिले कसरी काम गर्छ?भविष्यको आवेदन परिदृश्य र व्यावसायीकरण सम्भावनाहरू के हुन्?

यसलाई सरल भाषामा भन्नुपर्दा, यो प्रणालीले सस्तो धातुहरू पग्लनका लागि अन्तरिम नवीकरणीय ऊर्जा (जस्तै सौर्य ऊर्जा वा वायु ऊर्जा) बाट उत्पन्न हुने अतिरिक्त शक्ति प्रयोग गर्दछ,

जस्तै सिलिकन वा ferrosilicon, र तापमान 1000 ℃ भन्दा माथि छ।सिलिकन मिश्रले यसको फ्यूजन प्रक्रियामा ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छ।

यस प्रकारको ऊर्जालाई "अव्यक्त ताप" भनिन्छ।उदाहरण को लागी, एक लिटर सिलिकन (लगभग 2.5 किलोग्राम) ले 1 किलोवाट-घण्टा (1 किलोवाट-घण्टा) भन्दा बढी ऊर्जा को रूप मा भण्डारण गर्दछ।

अव्यक्त तापको, जुन 500 बारको दबाबमा एक लिटर हाइड्रोजनमा निहित ऊर्जा हो।यद्यपि, हाइड्रोजनको विपरीत, सिलिकन वायुमण्डलीय मुनि भण्डारण गर्न सकिन्छ

दबाब, जसले प्रणालीलाई सस्तो र सुरक्षित बनाउँछ।

प्रणालीको कुञ्जी भनेको कसरी भण्डारण गरिएको तापलाई विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गर्ने हो।जब सिलिकन 1000 डिग्री सेल्सियस भन्दा बढी तापक्रममा पग्लन्छ, यो सूर्य जस्तै चम्कन्छ।

तसर्थ, फोटोभोल्टिक कोशिकाहरू उज्ज्वल तापलाई विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

तथाकथित थर्मल फोटोभोल्टिक जेनेरेटर एक लघु फोटोभोल्टिक यन्त्र जस्तै हो, जसले परम्परागत सौर्य ऊर्जा प्लान्टहरू भन्दा 100 गुणा बढी ऊर्जा उत्पादन गर्न सक्छ।

अर्को शब्दमा, यदि सौर्य प्यानलको एक वर्ग मिटरले 200 वाट उत्पादन गर्छ भने, एक वर्ग मिटर थर्मल फोटोभोल्टिक प्यानलले 20 किलोवाट उत्पादन गर्नेछ।र मात्र होइन

शक्ति, तर पनि रूपान्तरण दक्षता उच्च छ।थर्मल फोटोभोल्टिक कोशिकाहरूको दक्षता 30% र 40% को बीचमा हुन्छ, जुन तापमानमा निर्भर गर्दछ।

गर्मी स्रोत को।यसको विपरित, व्यावसायिक फोटोभोल्टिक सौर प्यानलहरूको दक्षता 15% र 20% को बीचमा छ।

परम्परागत थर्मल इन्जिनहरूको सट्टा थर्मल फोटोभोल्टिक जेनेरेटरहरूको प्रयोगले गतिशील भागहरू, तरल पदार्थहरू र जटिल ताप एक्सचेंजरहरूको प्रयोगलाई बेवास्ता गर्छ।यसरी,

सम्पूर्ण प्रणाली किफायती, कम्प्याक्ट र आवाजरहित हुन सक्छ।

अनुसन्धानका अनुसार, अव्यक्त थर्मल फोटोभोल्टिक सेलहरूले ठूलो मात्रामा अवशिष्ट नवीकरणीय शक्ति भण्डारण गर्न सक्छन्।

यस परियोजनाको नेतृत्व गर्ने अन्वेषक एलेजान्ड्रो डाटाले भने: “यस बिजुलीको ठूलो हिस्सा हावा र वायु उर्जा उत्पादनमा बचत हुँदा उत्पादन हुनेछ,

त्यसैले यो बिजुली बजार मा धेरै कम मूल्य मा बिक्री हुनेछ।यो अतिरिक्त बिजुली धेरै सस्तो प्रणालीमा भण्डारण गर्न धेरै महत्त्वपूर्ण छ।यो धेरै अर्थपूर्ण छ

अतिरिक्त बिजुलीलाई तातोको रूपमा भण्डार गर्नुहोस्, किनकि यो ऊर्जा भण्डारण गर्ने सबैभन्दा सस्तो तरिका हो।"

2. यो लिथियम-आयन ब्याट्री भन्दा 40 गुणा सस्तो छ

विशेष गरी, सिलिकन र फेरोसिलिकनले प्रति किलोवाट-घण्टा 4 यूरो भन्दा कमको लागतमा ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छ, जुन वर्तमान निश्चित लिथियम-आयन भन्दा 100 गुणा सस्तो छ।

ब्याट्री।कन्टेनर र इन्सुलेशन तह थपेपछि, कुल लागत उच्च हुनेछ।यद्यपि, अध्ययन अनुसार, यदि प्रणाली पर्याप्त ठूलो छ, सामान्यतया अधिक

10 मेगावाट घण्टा भन्दा, यो लगभग 10 यूरो प्रति किलोवाट घण्टाको लागतमा पुग्न सक्छ, किनभने थर्मल इन्सुलेशनको लागत कुलको सानो भाग हुनेछ।

प्रणालीको लागत।यद्यपि, लिथियम ब्याट्रीको लागत लगभग 400 यूरो प्रति किलोवाट-घण्टा छ।

यस प्रणालीले सामना गरेको एउटा समस्या भनेको भण्डारण गरिएको तापको सानो भाग मात्रै बिजुलीमा परिणत हुन्छ।यस प्रक्रियामा रूपान्तरण दक्षता के हो?कसरी

बाँकी ताप उर्जा प्रयोग गर्नु मुख्य समस्या हो।

यद्यपि, टोलीका अनुसन्धानकर्ताहरू विश्वास गर्छन् कि यी समस्याहरू होइनन्।यदि प्रणाली पर्याप्त सस्तो छ भने, ऊर्जा को 30-40% को रूप मा रिकभर गर्न आवश्यक छ

बिजुली, जसले तिनीहरूलाई अन्य महँगो प्रविधिहरू जस्तै लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू भन्दा उच्च बनाउनेछ।

थप रूपमा, बिजुलीमा परिणत नभएको बाँकी 60-70% तापलाई सीधै भवन, कारखाना वा शहरहरूमा पठाउन सकिन्छ कोइला र प्राकृतिक घटाउन।

ग्यास खपत।

विश्वको उर्जाको मागको ५०% भन्दा बढी र विश्वव्यापी कार्बन डाइअक्साइड उत्सर्जनको ४०% भन्दा बढी गर्मीले योगदान गर्छ।यस तरिकाले, हावा वा फोटोभोल्टिक ऊर्जालाई अव्यक्त अवस्थामा भण्डारण गर्दछ

थर्मल फोटोभोल्टिक सेलहरूले धेरै लागत मात्र बचत गर्न सक्दैन, तर नवीकरणीय स्रोतहरू मार्फत बजारको ठूलो तातो माग पनि पूरा गर्न सक्छ।

3. चुनौती र भविष्यका सम्भावनाहरू

म्याड्रिड युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीको टोलीद्वारा डिजाइन गरिएको नयाँ थर्मल फोटोभोल्टिक थर्मल भण्डारण प्रविधि, जसले सिलिकन मिश्र धातु सामग्री प्रयोग गर्दछ।

सामग्री लागत, थर्मल भण्डारण तापमान र ऊर्जा भण्डारण समय मा लाभ।सिलिकन पृथ्वीको क्रस्टमा दोस्रो सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा तत्व हो।मुल्य

प्रति टन सिलिका बालुवा ३०-५० डलर मात्र हो, जुन पग्लिएको नुन सामग्रीको १/१० हो।थप रूपमा, सिलिका बालुवाको थर्मल भण्डारण तापमान भिन्नता

कण पग्लिएको नुन भन्दा धेरै उच्च छ, र अधिकतम परिचालन तापमान 1000 ℃ भन्दा बढी पुग्न सक्छ।उच्च परिचालन तापमान पनि

फोटोथर्मल पावर उत्पादन प्रणालीको समग्र ऊर्जा दक्षता सुधार गर्न मद्दत गर्दछ।

ड्याटसको टोलीले थर्मल फोटोभोल्टिक कोशिकाहरूको सम्भावना देख्ने मात्र होइन।तिनीहरूसँग दुई शक्तिशाली प्रतिद्वन्द्वीहरू छन्: प्रतिष्ठित म्यासाचुसेट्स संस्थान

टेक्नोलोजी र क्यालिफोर्निया स्टार्ट-अप एन्टोला एनर्जी।पछिल्लो भारी उद्योग (एक ठूलो

जीवाश्म इन्धन उपभोक्ता), र यस वर्ष फेब्रुअरीमा अनुसन्धान पूरा गर्न US $ 50 मिलियन प्राप्त गर्यो।बिल गेट्सको ब्रेकथ्रु एनर्जी कोषले केही उपलब्ध गराएको थियो

लगानी कोष।

म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका अन्वेषकहरूले भने कि तिनीहरूको थर्मल फोटोभोल्टिक सेल मोडेलले गर्मीमा प्रयोग हुने ऊर्जाको 40% पुन: प्रयोग गर्न सक्षम भएको छ।

प्रोटोटाइप ब्याट्री को आन्तरिक सामाग्री।तिनीहरूले वर्णन गरे: "यसले थर्मल ऊर्जा भण्डारणको अधिकतम दक्षता र लागत घटाउनको लागि मार्ग सिर्जना गर्दछ,

पावर ग्रिडलाई डिकार्बोनाइज गर्न सम्भव बनाउँदै।"

म्याड्रिड इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीको परियोजनाले पुन: प्राप्ति गर्न सक्ने ऊर्जाको प्रतिशत मापन गर्न सकेको छैन, तर यो अमेरिकी मोडेल भन्दा उच्च छ।

एक पक्ष मा।यस परियोजनाको नेतृत्व गर्ने अन्वेषक अलेजान्ड्रो डाटाले यसो भने: "यस दक्षता हासिल गर्नको लागि, एमआईटी परियोजनाले तापक्रम बढाउनु पर्छ।

2400 डिग्री।हाम्रो ब्याट्री १२०० डिग्रीमा काम गर्छ।यस तापक्रममा, दक्षता तिनीहरूको भन्दा कम हुनेछ, तर हामीसँग धेरै कम गर्मी इन्सुलेशन समस्याहरू छन्।

आखिर, गर्मी हानि बिना 2400 डिग्री मा सामग्री भण्डारण गर्न धेरै गाह्रो छ।"

निस्सन्देह, यो प्रविधि अझै पनि बजार प्रवेश गर्नु अघि धेरै लगानी आवश्यक छ।हालको प्रयोगशाला प्रोटोटाइपमा १ kWh भन्दा कम ऊर्जा भण्डारण छ

क्षमता छ, तर यो प्रविधिलाई लाभदायक बनाउन १० मेगावाटभन्दा बढी ऊर्जा भण्डारण क्षमता चाहिन्छ।तसर्थ, अबको चुनौतीको मापन विस्तार गर्नु हो

प्रविधि र यसको सम्भाव्यतालाई ठूलो मात्रामा परीक्षण गर्नुहोस्।यो हासिल गर्नको लागि, म्याड्रिड इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका अनुसन्धानकर्ताहरूले टोलीहरू निर्माण गरिरहेका छन्

यसलाई सम्भव बनाउन।