ენერგიის შენახვის ამ ტექნოლოგიამ მოიპოვა 2022 წლის ევროკავშირის საუკეთესო ინოვაციის ჯილდო, ლითიუმ-იონურ ბატარეაზე 40-ჯერ იაფი.

თერმული ენერგიის შენახვა სილიციუმის და ფეროსილიკონის გამოყენებით, როგორც საშუალება, შეუძლია ენერგიის შენახვა 4 ევროზე ნაკლები ღირებულებით კილოვატ საათში, რაც 100-ჯერ არის.

უფრო იაფია, ვიდრე მიმდინარე ფიქსირებული ლითიუმ-იონური ბატარეა.კონტეინერის და საიზოლაციო ფენის დამატების შემდეგ, მთლიანი ღირებულება შეიძლება იყოს დაახლოებით 10 ევრო კილოვატ საათში.

რაც გაცილებით იაფია ვიდრე ლითიუმის ბატარეა 400 ევრო კილოვატ საათში.

განახლებადი ენერგიის განვითარება, ახალი ენერგეტიკული სისტემების მშენებლობა და ენერგიის შენახვის ხელშეწყობა არის ბარიერი, რომელიც უნდა დაიძლიოს.

ელექტროენერგიის გამოუსადეგარი ბუნება და განახლებადი ენერგიის გამომუშავების არასტაბილურობა, როგორიცაა ფოტოელექტრული და ქარის ენერგია, განაპირობებს მიწოდებასა და მოთხოვნას.

ელექტროენერგია ზოგჯერ შეუსაბამოა.ამჟამად, ასეთი რეგულაცია შეიძლება მორგებული იყოს ქვანახშირისა და ბუნებრივი აირის ენერგიის წარმოებით ან ჰიდროენერგეტიკით სტაბილურობის მისაღწევად

და ძალაუფლების მოქნილობა.მაგრამ მომავალში, წიაღისეული ენერგიის გაყვანით და განახლებადი ენერგიის გაზრდით, ენერგიის იაფი და ეფექტური შენახვა

კონფიგურაცია არის გასაღები.

ენერგიის შენახვის ტექნოლოგია ძირითადად იყოფა ფიზიკურ ენერგიის შესანახად, ელექტროქიმიური ენერგიის შესანახად, თერმული ენერგიის შესანახად და ქიმიური ენერგიის შესანახად.

როგორიცაა მექანიკური ენერგიის შენახვა და სატუმბი საცავი მიეკუთვნება ფიზიკური ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიას.ენერგიის შენახვის ამ მეთოდს აქვს შედარებით დაბალი ფასი და

მაღალი კონვერტაციის ეფექტურობა, მაგრამ პროექტი შედარებით დიდია, გეოგრაფიული მდებარეობით შეზღუდული და მშენებლობის პერიოდი ასევე ძალიან გრძელია.ძნელია

მოერგოს განახლებადი ენერგიის ენერგიის პიკს საპარსი მოთხოვნილებას მხოლოდ სატუმბი შენახვის გზით.

დღეისათვის ელექტროქიმიური ენერგიის შენახვა პოპულარულია და ის ასევე არის ყველაზე სწრაფად მზარდი ენერგიის შენახვის ახალი ტექნოლოგია მსოფლიოში.ელექტროქიმიური ენერგია

შენახვა ძირითადად ეფუძნება ლითიუმ-იონურ ბატარეებს.2021 წლის ბოლოსთვის მსოფლიოში ახალი ენერგიის საცავების დადგმულმა სიმძლავრემ 25 მილიონს გადააჭარბა.

კილოვატი, საიდანაც ლითიუმ-იონური ბატარეების საბაზრო წილმა 90%-ს მიაღწია.ეს განპირობებულია ელექტრომობილების ფართომასშტაბიანი განვითარებით, რაც უზრუნველყოფს ა

ფართომასშტაბიანი კომერციული გამოყენების სცენარი ელექტროქიმიური ენერგიის შესანახად ლითიუმ-იონური ბატარეების საფუძველზე.

თუმცა, ლითიუმ-იონური ბატარეის ენერგიის შენახვის ტექნოლოგია, როგორც ერთგვარი მანქანის ბატარეა, არ არის დიდი პრობლემა, მაგრამ ბევრი პრობლემა იქნება, როდესაც საქმე ეხება

ქსელის დონეზე ენერგიის გრძელვადიანი შენახვის მხარდაჭერა.ერთი არის უსაფრთხოებისა და ხარჯების პრობლემა.თუ ლითიუმ-იონური ბატარეები დაწყობილია დიდი მასშტაბით, ღირებულება გამრავლდება,

და სითბოს დაგროვებით გამოწვეული უსაფრთხოება ასევე უზარმაზარი ფარული საფრთხეა.მეორე ის არის, რომ ლითიუმის რესურსები ძალიან შეზღუდულია და ელექტრო მანქანები არ არის საკმარისი.

და ენერგიის გრძელვადიანი შენახვის საჭიროება ვერ დაკმაყოფილდება.

როგორ მოვაგვაროთ ეს რეალისტური და გადაუდებელი პრობლემები?ახლა ბევრმა მეცნიერმა ყურადღება გაამახვილა თერმული ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიაზე.გარღვევები განხორციელდა

შესაბამისი ტექნოლოგიები და კვლევები.

2022 წლის ნოემბერში ევროკომისიამ გამოაცხადა "EU 2022 Innovation Radar Award"-ის ჯილდოს პროექტი, რომელშიც "AMADEUS"

ესპანეთში მადრიდის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის გუნდის მიერ შემუშავებულმა ბატარეის პროექტმა მოიპოვა ევროკავშირის საუკეთესო ინოვაციის ჯილდო 2022 წელს.

"Amadeus" არის რევოლუციური ბატარეის მოდელი.ეს პროექტი, რომელიც მიზნად ისახავს განახლებადი ენერგიებიდან დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვას, ევროპელმა შეარჩია

კომისია, როგორც ერთ-ერთი საუკეთესო გამოგონება 2022 წელს.

ესპანელი მეცნიერთა გუნდის მიერ შექმნილი ამ ტიპის ბატარეა ინახავს ზედმეტ ენერგიას, რომელიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც მზის ან ქარის ენერგია მაღალია თერმული ენერგიის სახით.

ეს სითბო გამოიყენება მასალის გასათბობად (სილიკონის შენადნობი შესწავლილია ამ პროექტში) 1000 გრადუს ცელსიუსზე მეტ ტემპერატურაზე.სისტემა შეიცავს სპეციალურ კონტეინერს

თერმული ფოტოელექტრული ფირფიტა მიმართულია შიგნით, რომელსაც შეუძლია გაათავისუფლოს შენახული ენერგიის ნაწილი, როდესაც ელექტროენერგიის მოთხოვნილება მაღალია.

მკვლევარებმა პროცესის ასახსნელად ანალოგია გამოიყენეს: „ეს ჰგავს მზის ყუთში ჩადებას“.მათმა გეგმამ შესაძლოა რევოლუცია მოახდინოს ენერგიის შენახვაში.დიდი პოტენციალი აქვს

მიაღწია ამ მიზანს და გახდა კლიმატის ცვლილების წინააღმდეგ ბრძოლის მთავარი ფაქტორი, რაც „ამადეუსის“ პროექტს გამოარჩევს 300-ზე მეტი წარმოდგენილი პროექტისგან.

და მოიპოვა ევროკავშირის საუკეთესო ინოვაციის ჯილდო.

ევროკავშირის ინოვაციების რადარის ჯილდოს ორგანიზატორმა განმარტა: „ღირებული ის არის, რომ ის უზრუნველყოფს იაფ სისტემას, რომელსაც შეუძლია დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვა.

დიდი დრო.მას აქვს მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, მაღალი საერთო ეფექტურობა და იყენებს საკმარის და დაბალფასიან მასალებს.ეს არის მოდულური სისტემა, ფართოდ გამოიყენება და შეუძლია უზრუნველყოს

სუფთა სითბო და ელექტროენერგია მოთხოვნის შესაბამისად.

მაშ, როგორ მუშაობს ეს ტექნოლოგია?როგორია განაცხადის სამომავლო სცენარები და კომერციალიზაციის პერსპექტივები?

მარტივად რომ ვთქვათ, ეს სისტემა იყენებს ზედმეტ ენერგიას, რომელიც გამომუშავებულია წყვეტილი განახლებადი ენერგიით (როგორიცაა მზის ენერგია ან ქარის ენერგია) იაფი ლითონების დნობისთვის.

როგორიცაა სილიციუმი ან ფეროსილიციუმი და ტემპერატურა 1000 ℃-ზე მაღალია.სილიკონის შენადნობას შეუძლია დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვა მისი შერწყმის პროცესში.

ამ ტიპის ენერგიას ეწოდება "ლატენტური სითბო".მაგალითად, ლიტრი სილიკონი (დაახლოებით 2,5 კგ) ინახავს 1 კილოვატ/საათზე (1 კილოვატ/საათზე) ენერგიას სახით.

ლატენტური სითბოს, რაც ზუსტად არის ენერგია, რომელსაც შეიცავს ლიტრი წყალბადი 500 ბარ წნევაზე.თუმცა, წყალბადისგან განსხვავებით, სილიციუმი შეიძლება ინახებოდეს ატმოსფეროს ქვეშ

წნევა, რაც სისტემას უფრო იაფს და უსაფრთხოს ხდის.

სისტემის მთავარი ის არის, თუ როგორ უნდა გარდაქმნას შენახული სითბო ელექტრო ენერგიად.როდესაც სილიციუმი დნება 1000 º C-ზე მეტ ტემპერატურაზე, ის მზესავით ანათებს.

ამიტომ, ფოტოელექტრული უჯრედები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხივური სითბოს ელექტრო ენერგიად გადაქცევისთვის.

ეგრეთ წოდებული თერმული ფოტოელექტრული გენერატორი ჰგავს მინიატურულ ფოტოელექტრო მოწყობილობას, რომელსაც შეუძლია 100-ჯერ მეტი ენერგიის გამომუშავება, ვიდრე ტრადიციული მზის ელექტროსადგურები.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ერთი კვადრატული მეტრი მზის პანელები გამოიმუშავებს 200 ვატს, ერთი კვადრატული მეტრი თერმული ფოტოელექტრული პანელები გამოიმუშავებს 20 კილოვატს.და არა მარტო

სიმძლავრე, მაგრამ ასევე კონვერტაციის ეფექტურობა უფრო მაღალია.თერმული ფოტოელექტრული უჯრედების ეფექტურობა არის 30%-დან 40%-მდე, რაც დამოკიდებულია ტემპერატურაზე.

სითბოს წყაროდან.ამის საპირისპიროდ, კომერციული ფოტოელექტრული მზის პანელების ეფექტურობა 15%-დან 20%-მდეა.

თერმული ფოტოელექტრული გენერატორების გამოყენება ტრადიციული თერმული ძრავების ნაცვლად თავიდან აიცილებს მოძრავი ნაწილების, სითხეების და რთული სითბოს გადამცვლელების გამოყენებას.Ამგვარად,

მთელი სისტემა შეიძლება იყოს ეკონომიური, კომპაქტური და უხმაურო.

კვლევის მიხედვით, ლატენტურ თერმულ ფოტოელექტრო უჯრედებს შეუძლიათ დიდი რაოდენობით ნარჩენი განახლებადი ენერგიის შენახვა.

ალეხანდრო დათამ, მკვლევარმა, რომელიც ხელმძღვანელობდა პროექტს, თქვა: ”ამ ელექტროენერგიის დიდი ნაწილი გამოიმუშავებს, როდესაც ზედმეტი იქნება ქარისა და ქარის ელექტროენერგიის წარმოებაში.

ამიტომ ელექტროენერგიის ბაზარზე ძალიან დაბალ ფასად გაიყიდება.ძალზე მნიშვნელოვანია ამ ჭარბი ელექტროენერგიის შენახვა ძალიან იაფ სისტემაში.ძალიან აზრიანია

შეინახეთ ზედმეტი ელექტროენერგია სითბოს სახით, რადგან ეს ენერგიის შესანახად ერთ-ერთი ყველაზე იაფი საშუალებაა“.

2. ის 40-ჯერ იაფია, ვიდრე ლითიუმ-იონური ბატარეა

კერძოდ, სილიკონს და ფეროსილიკონს შეუძლია ენერგიის შენახვა 4 ევროზე ნაკლები ღირებულებით თითო კილოვატ საათში, რაც 100-ჯერ იაფია ამჟამინდელ ფიქსირებულ ლითიუმ-იონზე.

ბატარეა.კონტეინერის და საიზოლაციო ფენის დამატების შემდეგ, მთლიანი ღირებულება უფრო მაღალი იქნება.თუმცა, კვლევის მიხედვით, თუ სისტემა საკმარისად დიდია, ჩვეულებრივ მეტი

ვიდრე 10 მეგავატ საათს, ის ალბათ მიაღწევს დაახლოებით 10 ევროს 1 კილოვატ საათში, რადგან თბოიზოლაციის ღირებულება მთლიანი ნაწილის მცირე ნაწილი იქნება.

სისტემის ღირებულება.თუმცა, ლითიუმის ბატარეის ღირებულება დაახლოებით 400 ევროა კილოვატ საათში.

ამ სისტემის ერთ-ერთი პრობლემა ის არის, რომ შენახული სითბოს მხოლოდ მცირე ნაწილი გარდაიქმნება ელექტროენერგიად.რა არის კონვერტაციის ეფექტურობა ამ პროცესში?Როგორ

მთავარი პრობლემაა დარჩენილი სითბოს ენერგიის გამოყენება.

თუმცა, გუნდის მკვლევარები თვლიან, რომ ეს არ არის პრობლემები.თუ სისტემა საკმარისად იაფია, საჭიროა ენერგიის მხოლოდ 30-40% აღდგენა სახით

ელექტროენერგია, რაც მათ სხვა უფრო ძვირადღირებულ ტექნოლოგიებზე, მაგალითად, ლითიუმ-იონურ ბატარეებზე მაღლა აყენებს.

გარდა ამისა, სითბოს დარჩენილი 60-70%, რომელიც არ გარდაიქმნება ელექტროენერგიაში, შეიძლება პირდაპირ გადავიდეს შენობებში, ქარხნებში ან ქალაქებში, რათა შემცირდეს ნახშირი და ბუნებრივი

გაზის მოხმარება.

სითბოს მოდის გლობალური ენერგიის მოთხოვნის 50%-ზე მეტი და გლობალური ნახშირორჟანგის ემისიების 40%.ამ გზით ქარის ან ფოტოელექტრული ენერგიის ლატენტურ შენახვას

თერმულ ფოტოელექტრო უჯრედებს შეუძლიათ არა მხოლოდ დაზოგონ ბევრი ხარჯები, არამედ დააკმაყოფილონ ბაზრის უზარმაზარი სითბოს მოთხოვნა განახლებადი რესურსების საშუალებით.

3. გამოწვევები და სამომავლო პერსპექტივები

მადრიდის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის გუნდის მიერ შექმნილი თერმული ფოტოელექტრული თერმული შენახვის ახალი ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს სილიკონის შენადნობის მასალებს, აქვს

უპირატესობები მასალის ღირებულებაში, თერმული შენახვის ტემპერატურასა და ენერგიის შენახვის დროს.სილიციუმი დედამიწის ქერქში მეორე ყველაზე უხვი ელემენტია.Ღირებულება

თითო ტონა სილიციუმის ქვიშა მხოლოდ 30-50 დოლარია, რაც მდნარი მარილის მასალის 1/10-ია.გარდა ამისა, სილიციუმის ქვიშის თერმული შენახვის ტემპერატურის განსხვავება

ნაწილაკები გაცილებით მაღალია, ვიდრე გამდნარი მარილი და მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს 1000 ℃-ზე მეტს.ასევე მაღალი სამუშაო ტემპერატურა

ხელს უწყობს ფოტოთერმული ენერგიის გამომუშავების სისტემის საერთო ენერგოეფექტურობის გაუმჯობესებას.

დატუსის გუნდი არ არის ერთადერთი, ვინც ხედავს თერმული ფოტოელექტრული უჯრედების პოტენციალს.მათ ჰყავთ ორი ძლიერი კონკურენტი: პრესტიჟული მასაჩუსეტსის ინსტიტუტი

ტექნიკა და კალიფორნიის სტარტაპი Antola Energy.ეს უკანასკნელი ფოკუსირებულია მძიმე ინდუსტრიაში გამოყენებული დიდი ბატარეების კვლევასა და განვითარებაზე (დიდი

წიაღისეული საწვავის მომხმარებელი) და მოიპოვა 50 მილიონი აშშ დოლარი კვლევის დასასრულებლად მიმდინარე წლის თებერვალში.ბილ გეითსის გარღვევის ენერგეტიკული ფონდი გარკვეულწილად უზრუნველყო

საინვესტიციო ფონდები.

მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ მათმა თერმოფოტოელექტრული უჯრედის მოდელმა შეძლო გათბობისთვის გამოყენებული ენერგიის 40% ხელახლა გამოყენება.

პროტოტიპის ბატარეის შიდა მასალები.მათ განმარტეს: ”ეს ქმნის გზას თერმული ენერგიის შენახვის მაქსიმალური ეფექტურობისა და ხარჯების შემცირებისთვის,

რაც შესაძლებელს ხდის ელექტრო ქსელის დეკარბონიზაციას“.

მადრიდის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის პროექტმა ვერ გაზომა ენერგიის პროცენტი, რომელიც მას შეუძლია აღადგინოს, მაგრამ ის აღემატება ამერიკულ მოდელს.

ერთი ასპექტით.ალეხანდრო დათა, მკვლევარი, რომელიც ხელმძღვანელობდა პროექტს, განმარტა: „ამ ეფექტურობის მისაღწევად, MIT-ის პროექტმა უნდა გაზარდოს ტემპერატურა

2400 გრადუსი.ჩვენი ბატარეა მუშაობს 1200 გრადუსზე.ამ ტემპერატურაზე ეფექტურობა მათზე დაბალი იქნება, მაგრამ თბოიზოლაციის პრობლემები გაცილებით ნაკლები გვაქვს.

ყოველივე ამის შემდეგ, ძალიან რთულია მასალების შენახვა 2400 გრადუსზე სითბოს დაკარგვის გარეშე“.

რა თქმა უნდა, ამ ტექნოლოგიას ჯერ კიდევ ბევრი ინვესტიცია სჭირდება ბაზარზე შესვლამდე.ამჟამინდელ ლაბორატორიულ პროტოტიპს აქვს 1 კვტ/სთ-ზე ნაკლები ენერგიის შესანახი

სიმძლავრე, მაგრამ იმისათვის, რომ ეს ტექნოლოგია იყოს მომგებიანი, მას სჭირდება 10 მგვტ/სთ-ზე მეტი ენერგიის შესანახი სიმძლავრე.ამიტომ, შემდეგი გამოწვევა არის მასშტაბის გაფართოება

ტექნოლოგია და შეამოწმოს მისი მიზანშეწონილობა ფართო მასშტაბით.ამის მისაღწევად, მადრიდის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მკვლევარები ქმნიდნენ გუნდებს

რათა შესაძლებელი გახდეს.