Bhuaigh an teicneolaíocht stórála fuinnimh seo Duais Nuálaíochta is Fearr an AE 2022, 40 uair níos saoire ná ceallraí litiam-ian

Is féidir le stóráil fuinnimh theirmeach ag baint úsáide as sileacain agus ferrosilicon mar mheán fuinneamh a stóráil ar chostas níos lú ná 4 euro in aghaidh na cileavata-uair, is é sin 100 uair

níos saoire ná an ceallraí litiam-ian seasta reatha.Tar éis an coimeádán agus an ciseal inslithe a chur leis, féadfaidh an costas iomlán a bheith thart ar 10 euro in aghaidh na cileavata-uair,

atá i bhfad níos saoire ná an ceallraí litiam de 400 euro in aghaidh na cileavata-uair.

Is bacainn nach mór a shárú é fuinneamh in-athnuaite a fhorbairt, córais chumhachta nua a thógáil agus tacú le stóráil fuinnimh.

Mar gheall ar nádúr lasmuigh den bhosca leictreachais agus luaineacht giniúna fuinnimh in-athnuaite mar chumhacht fótavoltach agus gaoithe an soláthar agus an t-éileamh

an leictreachais uaireanta mímheaitseálach.Faoi láthair, is féidir rialachán den sórt sin a choigeartú trí ghiniúint cumhachta guail agus gáis nádúrtha nó hidreachumhacht chun cobhsaíocht a bhaint amach

agus solúbthacht na cumhachta.Ach sa todhchaí, le tarraingt siar fuinneamh iontaise agus méadú ar fhuinneamh in-athnuaite, stóráil fuinnimh saor agus éifeachtach

Is cumraíocht an eochair.

Tá teicneolaíocht stórála fuinnimh roinnte go príomha i stóráil fuinnimh fhisiciúil, stóráil fuinnimh leictriceimiceach, stóráil fuinnimh teirmeach agus stóráil fuinnimh cheimiceach.

Den sórt sin mar stóráil fuinnimh mheicniúil agus stóráil pumpáilte a bhaineann le teicneolaíocht stórála fuinnimh fisiciúil.Tá praghas réasúnta íseal ag an modh stórála fuinnimh seo agus

éifeachtacht chomhshó ard, ach tá an tionscadal sách mór, srianta ag suíomh geografach, agus tá an tréimhse tógála an-fhada freisin.Tá sé deacair a

oiriúnú don bhuaicéileamh bearrtha ar fhuinneamh in-athnuaite trí stóráil pumpáilte amháin.

Faoi láthair, tá tóir ar stóráil fuinnimh leictriceimiceach, agus is é an teicneolaíocht stórála fuinnimh nua is tapúla atá ag fás ar domhan é freisin.Fuinneamh leictriceimiceach

tá an stóráil bunaithe go príomha ar chadhnraí litiam-ian.Faoi dheireadh 2021, tá cumas suiteáilte carnach stórála fuinnimh nua ar fud an domhain níos mó ná 25 milliún

cileavata, as a bhfuil sciar den mhargadh de chadhnraí litiam-ian 90%.Tá sé seo mar gheall ar fhorbairt ar scála mór feithiclí leictreacha, a sholáthraíonn a

cás iarratais tráchtála ar scála mór maidir le stóráil fuinnimh leictriceimiceach bunaithe ar chadhnraí litiam-ian.

Mar sin féin, ní fadhb mhór é teicneolaíocht stórála fuinnimh ceallraí litiam-ian, mar chineál ceallraí gluaisteán, ach beidh go leor fadhbanna ann nuair a thagann sé

tacú le stóráil fuinnimh fhadtéarmach ar leibhéal na greille.Is é ceann an fhadhb a bhaineann le sábháilteacht agus costas.Má dhéantar cadhnraí ian litiam a chruachadh ar scála mór, méadóidh an costas,

agus tá an tsábháilteacht de bharr carnadh teasa ina chontúirt mhór i bhfolach freisin.Is é an ceann eile go bhfuil acmhainní litiam an-teoranta, agus nach leor feithiclí leictreacha,

agus ní féidir freastal ar an ngá atá le stóráil fuinnimh fadtéarmach.

Conas na fadhbanna réalaíocha agus práinneacha seo a réiteach?Anois tá go leor eolaithe dírithe ar theicneolaíocht stórála fuinnimh teirmeach.Tá dul chun cinn déanta i

teicneolaíochtaí agus taighde ábhartha.

I mí na Samhna 2022, d’fhógair an Coimisiún Eorpach an tionscadal a bhuaigh duaiseanna “Dámhachtain Radar Nuálaíochta an AE 2022”, ina bhfuil an “AMADEUS”

bhuaigh tionscadal ceallraí arna fhorbairt ag foireann Institiúid Teicneolaíochta Maidrid sa Spáinn Gradam Nuálaíochta an AE is Fearr in 2022.

Is samhail ceallraí réabhlóideach é “Amadeus”.Roghnaigh na hEorpaigh an tionscadal seo, a bhfuil sé mar aidhm aige cuid mhór fuinnimh ó fhuinneamh in-athnuaite a stóráil

Coimisiún mar cheann de na haireagáin is fearr in 2022.

Stórálann an cineál ceallraí seo atá deartha ag foireann eolaithe na Spáinne an iomarca fuinnimh a ghintear nuair a bhíonn fuinneamh gréine nó gaoithe ard i bhfoirm fuinneamh teirmeach.

Úsáidtear an teas seo chun ábhar a théamh (déantar staidéar ar chóimhiotal sileacain sa tionscadal seo) go dtí níos mó ná 1000 céim Celsius.Tá coimeádán speisialta sa chóras leis an

pláta fótavoltach teirmeach atá os comhair isteach, ar féidir leo cuid den fhuinneamh stóráilte a scaoileadh nuair a bhíonn an t-éileamh cumhachta ard.

Bhain na taighdeoirí úsáid as analaí chun an próiseas a mhíniú: “Tá sé cosúil leis an ghrian a chur i mbosca.”Féadfaidh a bplean réabhlóidiú a dhéanamh ar stóráil fuinnimh.Tá acmhainneacht mhór aige chun

an sprioc seo a bhaint amach agus tá sé ina phríomhfhachtóir anois chun dul i ngleic le hathrú aeráide, rud a fhágann go bhfuil an tionscadal “Amadeus” seasamh amach ó níos mó ná 300 tionscadal a cuireadh isteach

agus bhuaigh an AE Gradam Nuálaíochta is Fearr.

Mhínigh eagraí Gradam Nuálaíochta Radar an AE: “Is é an pointe luachmhar go soláthraíonn sé córas saor ar féidir leis méid mór fuinnimh a stóráil ar feadh

tamall fada.Tá dlús ardfhuinnimh aige, éifeachtacht ard iomlán, agus úsáideann sé go leor ábhair agus ar chostas íseal.Is córas modúlach é, a úsáidtear go forleathan, agus is féidir é a sholáthar

teas glan agus leictreachas ar éileamh.”

Mar sin, conas a oibríonn an teicneolaíocht seo?Cad iad na cásanna iarratais agus na hionchais tráchtálaithe amach anseo?

Chun é a chur go simplí, úsáideann an córas seo an iomarca cumhachta a ghintear trí fhuinneamh in-athnuaite eatramhach (amhail fuinneamh na gréine nó fuinneamh gaoithe) chun miotail shaora a leá,

mar sileacain nó ferrosilicon, agus tá an teocht níos airde ná 1000 ℃.Is féidir le cóimhiotal sileacain méid mór fuinnimh a stóráil ina phróiseas comhleá.

Tugtar “teas folaigh” ar an gcineál seo fuinnimh.Mar shampla, stóráiltear lítear sileacain (thart ar 2.5 kg) níos mó ná 1 cileavata-uair (1 cileavata-uair) fuinnimh i bhfoirm

teasa folaigh, arb é go díreach an fuinneamh atá i lítear hidrigine ag brú 500 bar.Mar sin féin, murab ionann agus hidrigin, is féidir sileacain a stóráil faoi atmaisféir

brú, rud a fhágann go bhfuil an córas níos saoire agus níos sábháilte.

Is í eochair an chórais conas an teas stóráilte a thiontú go fuinneamh leictreach.Nuair a leánn sileacain ag teocht níos mó ná 1000 ºC, lonraíonn sé cosúil leis an ghrian.

Mar sin, is féidir cealla fótavoltach a úsáid chun an teas radanta a thiontú go fuinneamh leictreach.

Tá an gineadóir fótavoltach teirmeach mar a thugtar air cosúil le gléas fótavoltach miniature, is féidir a ghiniúint 100 uair níos mó fuinnimh ná gléasraí cumhachta gréine traidisiúnta.

I bhfocail eile, má tháirgeann méadar cearnach amháin de phainéil ghréine 200 vata, déanfaidh méadar cearnach amháin de phainéil fótavoltach teirmeach 20 cileavata.Agus ní amháin

an chumhacht, ach freisin tá an éifeachtacht chomhshó níos airde.Tá éifeachtacht na gcealla fótavoltach teirmeach idir 30% agus 40%, atá ag brath ar an teocht

den fhoinse teasa.I gcodarsnacht leis sin, tá éifeachtacht na bpainéal gréine fótavoltach tráchtála idir 15% agus 20%.

Seachnaíonn úsáid gineadóirí fótavoltach teirmeach in ionad inneall teirmeach traidisiúnta úsáid páirteanna gluaisteacha, sreabhán agus malartóirí teasa casta.Ar an mbealach seo,

is féidir leis an gcóras iomlán a bheith eacnamaíoch, dlúth agus gan torann.

De réir an taighde, is féidir le cealla fótavoltach teirmeach folaigh cuid mhór de chumhacht in-athnuaite iarmharach a stóráil.

Dúirt Alejandro Data, taighdeoir a bhí i gceannas ar an tionscadal: “Ginfear cuid mhór den leictreachas seo nuair a bhíonn barrachas i nginiúint cumhachta gaoithe agus gaoithe,

mar sin díolfar é ar phraghas an-íseal sa mhargadh leictreachais.Tá sé an-tábhachtach na barrachais leictreachais seo a stóráil i gcóras atá an-saor.Tá sé an-ciallmhar le

an barrachas leictreachais a stóráil i bhfoirm teasa, mar tá sé ar cheann de na bealaí is saoire chun fuinneamh a stóráil.”

2. Tá sé 40 uair níos saoire ná ceallraí litiam-ian

Go háirithe, is féidir le sileacain agus ferrosilicon fuinneamh a stóráil ar chostas níos lú ná 4 euro in aghaidh na cileavata-uair, atá 100 uair níos saoire ná an litiam-ian seasta reatha

ceallraí.Tar éis an coimeádán agus an ciseal inslithe a chur leis, beidh an costas iomlán níos airde.Mar sin féin, de réir an staidéir, má tá an córas mór go leor, de ghnáth níos mó

ná 10 meigeavata uair an chloig, is dócha go mbainfidh sé an costas de thart ar 10 euro in aghaidh na cileavata uair an chloig, toisc go mbeidh costas inslithe theirmigh mar chuid bheag den iomlán

costas an chórais.Mar sin féin, tá costas ceallraí litiam thart ar 400 euro in aghaidh na cileavata-uair.

Fadhb amháin atá roimh an gcóras seo ná nach ndéantar ach cuid bheag den teas stóráilte a thiontú ar ais go leictreachas.Cad é an éifeachtacht chomhshó sa phróiseas seo?Conas a

úsáid a bhaint as an fuinneamh teasa atá fágtha ar an bhfadhb lárnach.

Mar sin féin, creideann taighdeoirí na foirne nach fadhbanna iad seo.Má tá an córas saor go leor, ní gá ach 30-40% den fhuinneamh a aisghabháil i bhfoirm

leictreachas, rud a fhágfaidh go mbeidh siad níos fearr ná teicneolaíochtaí níos costasaí eile, mar chadhnraí litiam-ian.

Ina theannta sin, is féidir an 60-70% eile den teas nach ndéantar a thiontú go leictreachas a aistriú go díreach chuig foirgnimh, monarchana nó cathracha chun gual agus nádúrtha a laghdú.

tomhaltas gáis.

Is ionann teas agus níos mó ná 50% den éileamh domhanda ar fhuinneamh agus 40% d’astuithe dé-ocsaíd charbóin domhanda.Ar an mbealach seo, fuinneamh gaoithe nó fótavoltach a stóráil go folaigh

ní féidir le cealla fótavoltach teirmeach, ní hamháin go leor costais a shábháil, ach freisin freastal ar éileamh teasa ollmhór an mhargaidh trí acmhainní in-athnuaite.

3. Dúshláin agus ionchais don todhchaí

Tá an teicneolaíocht stórála teirmeach fótavoltach teirmeach nua deartha ag foireann Ollscoil Teicneolaíochta Maidrid, a úsáideann ábhair chóimhiotail sileacain

buntáistí i gcostas ábhartha, teocht stórála teirmeach agus am stórála fuinnimh.Is é sileacan an dara eilimint is flúirseach i screamh an domhain.An costas

in aghaidh an tonna de ghaineamh shilice ach 30-50 dollar, is é sin 1/10 den ábhar salainn leáite.Ina theannta sin, an difríocht teocht stórála teirmeach de ghaineamh shilice

cáithníní i bhfad níos airde ná sin de salann leáite, agus is féidir leis an teocht oibriúcháin uasta a bhaint amach níos mó ná 1000 ℃.Teocht oibriúcháin níos airde freisin

cabhraíonn sé le héifeachtúlacht fuinnimh iomlán an chórais ghiniúna cumhachta fótateirmeach a fheabhsú.

Ní hé foireann Datus an t-aon duine a fheiceann acmhainneacht na gcealla fótavoltach teirmeach.Tá dhá iomaitheoirí cumhachtacha acu: Institiúid iomráiteach Massachusetts

Teicneolaíocht agus gnólacht nuathionscanta California Antola Energy.Díríonn an dara ceann ar thaighde agus ar fhorbairt cadhnraí móra a úsáidtear i dtionscal trom (mór

tomhaltóir breosla iontaise), agus fuarthas US$50 milliún chun an taighde a chríochnú i mí Feabhra na bliana seo.Chuir Ciste Fuinnimh Briseadh Bill Gates roinnt ar fáil

cistí infheistíochta.

Dúirt taighdeoirí ag Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts go bhfuil a múnla cille fótavoltach teirmeach in ann 40% den fhuinneamh a úsáidtear chun teas a athúsáid

ábhair inmheánacha na ceallraí fréamhshamhlacha.Mhínigh siad: “Cruthaíonn sé seo cosán le haghaidh uaséifeachtúlachta agus laghdú costais stórála fuinnimh teirmeach,

rud a fhágann gur féidir an eangach chumhachta a dhícharbónú.”

Níor éirigh le tionscadal Institiúid Teicneolaíochta Maidrid an céatadán fuinnimh is féidir leis a ghnóthú a thomhas, ach tá sé níos fearr ná an tsamhail Mheiriceá

i ngné amháin.Mhínigh Alejandro Data, an taighdeoir a bhí i gceannas ar an tionscadal: “Chun an éifeachtúlacht seo a bhaint amach, ní mór don tionscadal MIT an teocht a ardú go

2400 céim.Oibríonn ár ceallraí ag 1200 céim.Ag an teocht seo, beidh an éifeachtacht níos ísle ná mar a n-inniúlacht siúd, ach tá i bhfad níos lú fadhbanna inslithe teasa againn.

Tar éis an tsaoil, tá sé an-deacair ábhair a stóráil ag 2400 céim gan caillteanas teasa a chruthú.”

Ar ndóigh, tá go leor infheistíochta fós ag teastáil ón teicneolaíocht seo roimh dul isteach sa mhargadh.Tá níos lú ná 1 kWh de stóráil fuinnimh ag an fhréamhshamhail saotharlainne atá ann faoi láthair

cumas, ach chun an teicneolaíocht seo a dhéanamh brabúsach, caithfidh sé níos mó ná 10 MWh de chumas stórála fuinnimh.Mar sin, is é an chéad dúshlán eile ná scála na

an teicneolaíocht agus a indéantacht a thástáil ar scála mór.Chun é seo a bhaint amach, tá taighdeoirí ó Institiúid Teicneolaíochta Maidrid ag tógáil foirne

chun é a dhéanamh.