Min gelek saetan di nav de daqurtandteknolojiyên hilanîna enerjiyê. Bi rastî, ya ku wekî meraqa li ser sazkirina battera cîranê min dest pê kir, veguherî tiştek balkêş. Ji ber vê yekê tiştê ku min fêhm kir ev e-û ji min bawer bikin, hin ji van tiştan ez şaş kirim.
Erdnîgar bi awayekî berbiçav hatiye guhertin. Pênc sal berê, me di bingeh de li ser lîtium-ion û hîdroya pompkirî dipeyivî. Ew bû. Niha? Vebijêrk hema zêde ne.
Çîroka Lithium-Ion
Her kes lîtium-ion dizane. Telefon, laptop, belkî gerîdeya we-li her derê ye. Lê li vir tişt ji bo sepanên grid-pîvan û malê balkêş dibin.
Dendika enerjiyê balkêş e. Em li ser 150-250 Wh/kg dipeyivin, ku tê vê wateyê ku hûn dikarin kapasîteya hilanînê ya ciddî di yekeyên nisbeten kompakt de berhev bikin. Wê bi asîda lît-bi belkî 35-40 Wh/kg bidin ber hev, û hûn dest pê dikin ku fêm bikin ka çima lîtium-îon ewqas zû desteser kir. Ne nêzîk e jî.
Karbidestiya gerê -li dora 85-95%. Ew girîng e. Ji bo her 100 kWh ku hûn têxin hundur, hûn 85-95 vedigerin. Enerjiya mayî germ dibe, ji ber vê yekê rêveberiya termal di van pergalan de pir girîng e. Min tesîsên ku sarbûna nebaş tê de karîgerî ji sedî 10-15 kêm kir dît. Çewtiya buha.
Jiyana dorhêlê li gorî kîmya û şêwazên bikaranînê ve girêdayî ye. Hucreyên LFP (lithium iron fosfate) dikarin 4,000-6,000 çerxên li 80% kûrahiya dakêşanê bixin. kîmya NMC? Zêdetirî 1,500-2,000 di bin şert û mercên wekhev de. Dema ku hûn nirxa jiyanê hesab dikin ew cûdahî girîng e.
Kevirê hilweşandinê tiştek e ku hilberîner her gav tekez nakin. Digel karanîna çêtirîn, hûn salê 2-3% kapasîteya we winda dikin. Piştî deh salan, ew pîlê 10 kWh bi rastî 8 kWh pîlê ye. Li gorî vê plan bikin.
Batteries Flow: Vebijêrk Underappreciated
Ez ê qebûl bikim ku min bi salan bataryayên herikînê kêm nirxand. Mîna teknolojiyek nîgarek xuya bû ku dê tu carî bi rastî mezin nebe. Ez şaş bûm.
Têgîn elegant e: du çareseriyên elektrolîtê yên ku di tankên cihêreng de têne hilanîn, ku di nav stûnek hucreyê de têne pomp kirin ku ew li ser membranek îyonan diguhezînin. Hilberîna hêzê bi mezinahiya stackê ve girêdayî ye. Kapasîteya enerjiyê bi mezinahiya tankê ve girêdayî ye. Hûn dikarin wan serbixwe binirxînin-ku bi rastî ji bo hin sepanan bikêr e.
Pîlên herikîna redox Vanadium (VRFB) niha li bazara bazirganî serdest in. Karûbariya gerîdeyê-ji lîtium-îyon-bi gelemperî 65-75%- kêmtir e, lê tişt ev e: elektrolît bi awayê ku elektrodên lîtium-îon xira nake. Hin çêker îdîa dikin ku 20,000+ çerxên bi windabûna kapasîteya herî kêm. Elektrolît bixwe dikare hema hema bêdawî were vezîvirandin.
Lê şopa lingê girîng e. Ji bo tank, pompe, stûna hucreyê, pergalên sarkirinê cîh hewce ne. Ji bo sazkirinên bikêrhatî-pîvana ku bi hewcedariyên demdirêjiya 4+ saetan ve, aborî dest pê dike balkêş xuya bike. Ji bo niştecîhbûnê? Ne pratîkî ye. Qet nebe hîn.
Pumped Hydro: Hê jî Giant
Li vir pêdivî ye ku ez hin dem derbas bikim, ji ber ku hîdroya pompekirî di nîqaşên hilanîna enerjiyê yên trendy de ji nedîtî ve tê, û ew xeletiyek e.
Li cîhanê, hîdroya pompkirî ji sedî 95ê tora sazkirî-kapasîteya hilanîna enerjiyê ya pîvanê temsîl dike. Bila ew têkeve hundur. Hemî sernivîsên lîtium-îyon, hemî daxuyaniyên çapameniyê yên bataryayê yên herikîn-ew ji bo wê 5% mayî pêşbaziyê dikin. Hêjmar ecêb in: Zêdetirî 160 GW kapasîteya hîdropompê ya li çaraliyê cîhanê, enerjiya ku bi sedan GWh tê pîvandin depo dike.
Prensîp nikare hêsantir be. Dema ku elektrîk erzan be an jî pir be, avê berbi jor ve pomp bikin. Dema ku hûn hewceyê hêzê bibin, bila ew di nav turbînan de paşde biherike. Enerjiya potansiyela gravîtasyonê, hilanîn û berdan. Di wateya kevneşopî de ne materyalên biyanî, ne kîmya tevlihev, ne xemên hilweşandinê.
Li dora-berbiçavkirina geryan ji %70-85 diguhere, li gorî sêwirana sazkirinê. Ne bi qasî lîtium-îyonê ye, lê bi bataryayên herikînê re hevrikî ye. Û li vir çi girîng e: pergalên dawîn. Qereqola Bath County Pumped Storage li Virginia ji sala 1985-an vir ve dixebite. Nêzîkî çar dehsalên xebata pêbawer. Biceribînin ku batariyek 40-salî bibînin ku hîn jî dixebite.
Dema bersivdayînê bi turbînên -pompa leza guhêrbar- bi awayekî berbiçav çêtir bûye. Sazkirinên nûjen dikarin di binê du hûrdeman de ji sifir heya hilberîna tevahî biçin. Ew ji bo piraniya hewcedariyên aramkirina torê têra xwe zû ye.
Sînorê eşkere erdnîgarî ye. Hûn hewceyê cûdahiya bilindbûnê û avê ne. Gelek malperên guncan berê li deverên wekî Norwêc, Swîsre û beşên Dewletên Yekbûyî hatine pêşve xistin. Lê-û ev balkêş e-ji bo pergalên girtî- yên ku xwe dispêrin avên xwezayî ne, eleqeyek zêde heye. Kanên terikandin, bi mebest-embarên çêkirî, heta şikeftên binê erdê.
Mesrefên avakirinê bilind dimînin. Em ji bo sazkirinên mezin bi mîlyaran dolaran dipeyivin û destûrê didin demên ku bi salan, carinan bi dehsalan têne pîvandin. Ew veberhênana pêşîn a-barkirî astenga sereke ya pêşkeftina nû ye, ne sînorkirinên teknîkî.
Air Compresed
CAES-depokirina enerjiya hewaya pêçandî. Tenê du santralên mezin niha kar dikin: Huntorf li Almanya (ji sala 1978-an vir ve) û McIntosh li Alabama (ji 1991-an vir ve). Her du jî şikeftên xwê yên binê erdê bikar tînin. Karanîn ji bo sêwiranên adiabatîk ên kevneşopî li dora 40-50% e, her çend nêzîkatiyên îzotermîk ên pêşkeftî 70% soz didin+. Teknolojiya balkêş, bicîhkirina tixûbdar. Dimeşin.
Pirsa Hîdrojenê
Ez li ser hîdrojenê vedigerim û vedigerim. Hin roj ez difikirim ku ew paşeroja hilanîna dirêj- e. Rojên din, windahiyên karîgeriyê bêserûber xuya dikin.
Li vir matematîkî ya bingehîn e ku mirovan dikişîne. Elektrolîz bi qasî %60-80% karîgeriyê dike. Têkçûn an şilbûn perçeyek din a enerjiyê digire. Dema ku hûn bi navgîniya hucreyek sotemeniyê vegerî elektrîkê, hûn belkî 40-60% karîgeriyê dinihêrin. Wan li hev bicivînin û bikêrhatina gerîdeyê li cîhek di navbera 25-45%. Ew ... ne mezin e.
Lê karîgerî ne her tişt e. Hîdrojen tiştekî ku teknolojiyên din nikaribin pêşkêşî dike: bi rastî hilanîna demsalî bêyî hilweşandin. Di havînê de dema ku hilberana tavê bilind dibe, hîdrojenê hildiberînin, wê di şikeftên binê erdê de an tankan de hilînin û di zivistanê de dema ku daxwaz zêde dibe bikar bînin. Elektrolît di pîlê herikînê de dê hîn jî piştî şeş mehan bêkar rûniştin bixebite, bê guman, lê hîdrojen tenê ... li wir rûniştiye. Ne xema xwe-derxistinê ye.
Avantaja din piralîbûn e. Hîdrojena hilanîn dikare dîsa bibe elektrîk, erê. Lê di heman demê de ew dikare pêvajoyên pîşesaziyê, wesayîtên sotemeniyê, an jî germê çêbike. Ew vebijark xwedî nirxek rastîn e, her çend hejmartina wê dijwar be.
Têbînî Zûtirîn li ser Flywheels
Hema bêje flywheels ji bîr kir. Ew enerjiya kinetîk di rotorek dizivir de hildigirin-bi gelemperî pêkhateyên fîbera karbonê ku di valahiyê de dixebitin da ku tevliheviyê kêm bikin. Dema bersivê bi bingehîn tavilê ye, ku wan ji bo rêziknameya frekansê bêkêmasî dike. Lê kapasîteya enerjiyê bi sînor e. Hûn li hûrgelên hilanînê digerin, ne li demjimêran. Beacon Power li New York saziyek 20 MW dixebitîne ku rêziknameya frekansê xweş dike. Ji bo hilanîna mezin? Li cîhek din binêrin.
Depokirina Termal Balkêş dibe
Xwêya helandî, qûmê germkirî, şilekên kryojenîk, qeşa -li vir ji ya ku mirov pê dihese pirtir cihêrengiyek heye.
Santralên enerjiya rojê yên konsantrekirî bi salan embara xwêya şitil bikar tînin. Santrala Gemasolar a li Spanyayê dikare heta 15 saetan bêyî tîrêja tavê ya rasterast bi germahiya ku di xwêyên nîtrata şilandî de li dora 565 derece tê hilanîn elektrîkê hilberîne. Teknolojiya îsbatkirî ye.
Tiştê ku di van demên dawî de min heyecan dike ev e ku depoya kumê germkirî û gewr e. Van pergal materyalên erzan, pirfireh bikar tînin ku dikarin li germahiyên li jor 1000 pileyî bisekinin. Ti zincîreyên peydakirina biyanî tune ku meriv pê fikar bike. Pargîdaniyek Fînlandî ya bi navê Polar Night Energy bataryayek qûmê ya 100 MWh ava kir ku ji sala 2022-an vir ve bi bazirganî dixebite. Karbidestiya gerîdeyê kêm e-dibe ku %50-60% ji bo elektrîkê-ji-elektrîkê re{11}}-lê heke hûn dikarin serîlêdana weya bingehîn bixin{0}%
Depokirina qeşayê ya ji bo serîlêdanên sarkirinê jî hêjayî gotinê ye. Dema ku elektrîk erzan e, bi şev qeşayê çêkin, di saetên lûtkeya piştî nîvro de wê ji bo klîma bikar bînin. Hêsan, bi bandor, û jixwe li bi hezaran avahiyên bazirganî hatine bicîh kirin. Ne glamorous, lê ew dixebite.
Ji ber vê yekê Ew bi rastî çawa didin hev?
Bersiva rast ev e: ew bi tiştê ku hûn hewl didin ve girêdayî ye. Ez ji vê bersivê nefret dikim, lê ew rast e.
Duration Requirements
Ji bo jêr-bersiva duyemîn û hewcedariyên dema kurt-(saniyeyan heta deqeyan), flywheels û supercapacitors serdest in. Ew per kWh biha ne, lê ji bo leza wan bêserûber in. Lithium-ion pencereya 1-4 saetan pir baş hildibijêre - ev der cihê ku piraniya bicîhkirina niştecîh û bazirganî lê dijîn e. Gava ku hûn 8-10 demjimêran derbas bikin, bataryayên hîdro û herikînê yên pompekirî aborîtir dibin. Ji bo hilanîna demsalî ya ku hefte an mehan vedihewîne, hîdrojen bi rastî viya vebijarka yekane ye.
Rastiyên Mesrefê
Mesrefên pakêta lîtium-ji dor 1,100 $/kWh di sala 2010-an de daketiye nêzîkî 140 $/kWh di sala 2024-an de. Ev rêgezek ecêb e. Lê lêçûnên batterê tenê beşek hevkêşeyê ne. Balansa sîstemê, sazkirinê, girêdana torê, destûrê dide-van "lêçûnên nerm" her ku diçe li ser budceyên projeyê serdest dibin. Pergalek niştecîh a 100 kWh dibe ku 20,000-35,000 $ were saz kirin, bi giranî bi cîh û rêzikên herêmî ve girêdayî ye.
Hîdroya pompkirî ji bo sepanên demdirêj-bi gelemperî 50-80 $/MWh di heyama projeyê de lêçûna hilanînê ya herî nizm heye. Girtî ew hewcedariya sermayê ya pêşîn e ku min berê behs kir. Hûn hewceyê veberhênerên nexweş in.
Pîlên herikînê hîn jî biha ne-dibe ku 300 $-500/kWh ji bo pergalên bêkêmasî - lê temenê dirêjtir matematîkê li ser lêçûnên astê diguhezîne. Ger serîlêdana we 10,000+ di ser 20 salan re derbas bike, jimareyan bi baldarî bimeşînin.
Nirxên Jîngehê
Li vir ez hinekî mizgîn dibim, bibore. Hilberîna lîtium-îonên lîtiumê bandorên hawirdorê yên rastîn hene-şertên kana kobaltê, karanîna avê ya derxistina lîtium, -dawiya-kêşeyên vezîvirandina jiyanê. Em di van hemîyan de çêtir dibin, lê îdiakirina ku bataryayên bêkêmasî paqij in, nefsî ye. Hîdroya pompkirî dîmen û ekosîsteman diguherîne, her çend sêwiranên girtî-bandoran kêm bikin. Hîdrojena ji elektrolîzê tenê bi qasî elektrîkê paqij e. Van danûstendinan girîng in û hêjayî nîqaşek rast in.
Ya ku ez ê bi rastî pêşniyar bikim
Ji bo piraniya xanî û karsaziyên piçûk? Lithium-ion, bi taybetî kîmya LFP. Teknolojî gihîştî ye, sazker wê fêm dikin, û bihayên bi rastî maqûl bûne. Wê bi tava rojê ya li ser banê re hev bikin û we pergalek heye ku dê 10-15 salan baş ji we re xizmet bike.
Ji bo -projeyên torê yên bi pêdiviya dirêjahiya 4+ saetan, danûstandin balkêştir dibe. Ez ê bi ciddî bataryayên herikînê ligel lîtium-ionê binirxînim, nemaze heke serîlêdan jimareyên çerxa bilind daxwaz bike. Û hîdroya pompkirî tenê ji ber ku ew kevn xuya dike-mode-li cihê ku erdnîgarî destûrê dide, nehêle, ew bi gelemperî veberhênana demdirêj-ya herî baş e.
Çavê xwe li teknolojiyên pêşkeftî jî bigirin. Bataryayên sodyûm-îonê digihêjin jîyana bazirganî û dibe ku di nav çend salan de mesrefa lîtium-îon kêm bike. Pîlên hesin-hesinî ji bo sepanên demdirêj-dengbûna enerjiyê ya berbiçav peyda dikin. Depokirina gravîtê ku li şûna avê blokên zexm bikar tîne, bazirganî tê kirin.
Erdnîgar zû pêş dikeve. Tiştê ku îro çêtirîn xuya dike dibe ku di pênc salan de nebe bersiv. Heke hûn hewce ne ku niha biryarek bidin, ew nezelaliyê xemgîn e, lê ew bi rastî jî heyecan e. Em di nav veguherînek de dijîn ku cîhan çawa enerjiyê hildiberîne, û leza nûbûnê hêdî nabe.