या एनर्जी स्टोरेज तंत्रज्ञानाने 2022 चा EU बेस्ट इनोव्हेशन अवॉर्ड जिंकला, लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा 40 पट स्वस्त

सिलिकॉन आणि फेरोसिलिकॉन वापरून थर्मल एनर्जी स्टोरेज हे माध्यम 4 युरो प्रति किलोवॅट-तास पेक्षा कमी खर्चात ऊर्जा साठवू शकते, जे 100 पट आहे

सध्याच्या स्थिर लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा स्वस्त.कंटेनर आणि इन्सुलेशन थर जोडल्यानंतर, एकूण किंमत सुमारे 10 युरो प्रति किलोवॅट-तास असू शकते,

जी 400 युरो प्रति किलोवॅट-तास लिथियम बॅटरीपेक्षा खूपच स्वस्त आहे.

नूतनीकरणक्षम ऊर्जा विकसित करणे, नवीन उर्जा प्रणाली तयार करणे आणि ऊर्जा संचयनास समर्थन देणे हे एक अडथळा आहे ज्यावर मात करणे आवश्यक आहे.

विजेचे बॉक्सबाह्य स्वरूप आणि फोटोव्होल्टेइक आणि पवन उर्जा यांसारख्या अक्षय ऊर्जा निर्मितीची अस्थिरता पुरवठा आणि मागणी बनवते

वीज कधी कधी जुळत नाही.सध्या, स्थिरता प्राप्त करण्यासाठी कोळसा आणि नैसर्गिक वायू वीज निर्मिती किंवा जलविद्युतद्वारे असे नियम समायोजित केले जाऊ शकतात.

आणि शक्तीची लवचिकता.परंतु भविष्यात, जीवाश्म उर्जा मागे घेतल्याने आणि अक्षय उर्जेच्या वाढीसह, स्वस्त आणि कार्यक्षम ऊर्जा साठवण

कॉन्फिगरेशन ही गुरुकिल्ली आहे.

ऊर्जा साठवण तंत्रज्ञान प्रामुख्याने भौतिक ऊर्जा साठवण, विद्युत-रासायनिक ऊर्जा संचयन, थर्मल ऊर्जा संचयन आणि रासायनिक ऊर्जा साठवण यांमध्ये विभागले गेले आहे.

जसे की यांत्रिक ऊर्जा साठवण आणि पंप केलेले संचयन भौतिक ऊर्जा साठवण तंत्रज्ञानाशी संबंधित आहे.ही ऊर्जा साठवण पद्धत तुलनेने कमी किंमत आहे आणि

उच्च रूपांतरण कार्यक्षमता, परंतु प्रकल्प तुलनेने मोठा आहे, भौगोलिक स्थानामुळे मर्यादित आहे आणि बांधकाम कालावधी देखील खूप मोठा आहे.करणे अवघड आहे

केवळ पंप केलेल्या स्टोरेजद्वारे अक्षय ऊर्जा उर्जेच्या शिखर शेव्हिंग मागणीशी जुळवून घ्या.

सध्या, इलेक्ट्रोकेमिकल एनर्जी स्टोरेज लोकप्रिय आहे आणि हे जगातील सर्वात वेगाने वाढणारे नवीन ऊर्जा स्टोरेज तंत्रज्ञान आहे.इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा

स्टोरेज प्रामुख्याने लिथियम-आयन बॅटरीवर आधारित आहे.2021 च्या अखेरीस, जगातील नवीन ऊर्जा साठवणाची एकत्रित स्थापित क्षमता 25 दशलक्ष ओलांडली आहे.

किलोवॅट, ज्यापैकी लिथियम-आयन बॅटरीचा बाजार हिस्सा 90% पर्यंत पोहोचला आहे.हे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या मोठ्या प्रमाणात विकासामुळे आहे, जे प्रदान करते ए

लिथियम-आयन बॅटरीवर आधारित इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा संचयनासाठी मोठ्या प्रमाणात व्यावसायिक अनुप्रयोग परिस्थिती.

तथापि, लिथियम-आयन बॅटरी ऊर्जा साठवण तंत्रज्ञान, एक प्रकारची ऑटोमोबाईल बॅटरी म्हणून, ही एक मोठी समस्या नाही, परंतु जेव्हा ती येते तेव्हा अनेक समस्या असतील.

ग्रिड-स्तरीय दीर्घकालीन ऊर्जा संचयनास समर्थन.एक म्हणजे सुरक्षा आणि खर्चाची समस्या.जर लिथियम आयन बॅटरी मोठ्या प्रमाणात स्टॅक केल्या असतील तर खर्च वाढेल,

आणि उष्णता जमा झाल्यामुळे होणारी सुरक्षितता देखील एक मोठा छुपा धोका आहे.दुसरे म्हणजे लिथियम संसाधने खूप मर्यादित आहेत आणि इलेक्ट्रिक वाहने पुरेसे नाहीत,

आणि दीर्घकालीन ऊर्जा साठवणुकीची गरज पूर्ण होऊ शकत नाही.

या वास्तववादी आणि तातडीच्या समस्या कशा सोडवायच्या?आता अनेक शास्त्रज्ञांनी थर्मल एनर्जी स्टोरेज तंत्रज्ञानावर लक्ष केंद्रित केले आहे.मध्ये यश आले आहे

संबंधित तंत्रज्ञान आणि संशोधन.

नोव्हेंबर 2022 मध्ये, युरोपियन कमिशनने "EU 2022 इनोव्हेशन रडार पुरस्कार" च्या पुरस्कार विजेत्या प्रकल्पाची घोषणा केली, ज्यामध्ये "AMADEUS"

स्पेनमधील माद्रिद इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या टीमने विकसित केलेल्या बॅटरी प्रकल्पाने 2022 मध्ये EU सर्वोत्कृष्ट इनोव्हेशन अवॉर्ड जिंकला.

"Amadeus" एक क्रांतिकारी बॅटरी मॉडेल आहे.नूतनीकरणक्षम ऊर्जेतून मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठविण्याचे उद्दिष्ट असलेल्या या प्रकल्पाची निवड युरोपियन लोकांनी केली

2022 मधील सर्वोत्तम शोधांपैकी एक म्हणून आयोग.

स्पॅनिश शास्त्रज्ञांच्या टीमने डिझाइन केलेल्या या प्रकारची बॅटरी थर्मल एनर्जीच्या स्वरूपात सौर किंवा पवन ऊर्जा जास्त असताना निर्माण होणारी अतिरिक्त ऊर्जा साठवते.

या उष्णतेचा वापर एखाद्या साहित्याला (या प्रकल्पात सिलिकॉन मिश्र धातुचा अभ्यास केला आहे) 1000 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त गरम करण्यासाठी केला जातो.सिस्टममध्ये एक विशेष कंटेनर आहे

थर्मल फोटोव्होल्टेइक प्लेट आतील बाजूस आहे, जे विजेची मागणी जास्त असताना संचयित ऊर्जेचा काही भाग सोडू शकते.

संशोधकांनी या प्रक्रियेचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी एक साधर्म्य वापरले: "हे एका पेटीत सूर्य ठेवण्यासारखे आहे."त्यांची योजना ऊर्जा साठवणुकीत क्रांती घडवू शकते.याची प्रचंड क्षमता आहे

हे उद्दिष्ट साध्य केले आहे आणि हवामान बदलाचा सामना करण्यासाठी एक महत्त्वाचा घटक बनला आहे, ज्यामुळे "अमेडियस" प्रकल्प सादर केलेल्या 300 हून अधिक प्रकल्पांपेक्षा वेगळा आहे.

आणि EU बेस्ट इनोव्हेशन अवॉर्ड जिंकला.

EU इनोव्हेशन रडार पुरस्काराच्या संयोजकाने स्पष्ट केले: “महत्त्वाचा मुद्दा असा आहे की ही एक स्वस्त प्रणाली प्रदान करते जी मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवू शकते.

बराच वेळयात उच्च ऊर्जा घनता, उच्च एकूण कार्यक्षमता आहे आणि पुरेशी आणि कमी किमतीची सामग्री वापरते.ही एक मॉड्यूलर प्रणाली आहे, जी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते आणि प्रदान करू शकते

स्वच्छ उष्णता आणि मागणीनुसार वीज."

तर, हे तंत्रज्ञान कसे कार्य करते?भविष्यातील अनुप्रयोग परिस्थिती आणि व्यापारीकरण संभावना काय आहेत?

सोप्या भाषेत सांगायचे तर, ही प्रणाली मधूनमधून नूतनीकरणक्षम ऊर्जा (जसे की सौर ऊर्जा किंवा पवन ऊर्जा) द्वारे निर्माण होणारी अतिरिक्त शक्ती स्वस्त धातू वितळण्यासाठी वापरते,

जसे की सिलिकॉन किंवा फेरोसिलिकॉन, आणि तापमान 1000 ℃ पेक्षा जास्त आहे.सिलिकॉन मिश्र धातु त्याच्या संलयन प्रक्रियेत मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवू शकते.

या प्रकारच्या ऊर्जेला "अव्यक्त उष्णता" म्हणतात.उदाहरणार्थ, एक लिटर सिलिकॉन (सुमारे 2.5 किलो) 1 किलोवॅट-तास (1 किलोवॅट-तास) पेक्षा जास्त ऊर्जा या स्वरूपात साठवते.

सुप्त उष्णतेची, जी 500 बार दाबाने एक लिटर हायड्रोजनमध्ये असलेली ऊर्जा आहे.तथापि, हायड्रोजनच्या विपरीत, सिलिकॉन वातावरणात साठवले जाऊ शकते

दबाव, ज्यामुळे प्रणाली स्वस्त आणि सुरक्षित होते.

साठवलेल्या उष्णतेचे विद्युत ऊर्जेत रूपांतर कसे करायचे हे या प्रणालीची गुरुकिल्ली आहे.जेव्हा सिलिकॉन 1000 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात वितळते तेव्हा ते सूर्यासारखे चमकते.

म्हणून, तेजस्वी उष्णतेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी फोटोव्होल्टेइक पेशींचा वापर केला जाऊ शकतो.

तथाकथित थर्मल फोटोव्होल्टेइक जनरेटर हे लघु फोटोव्होल्टेइक उपकरणासारखे आहे, जे पारंपारिक सौर ऊर्जा संयंत्रांपेक्षा 100 पट अधिक ऊर्जा निर्माण करू शकते.

दुसऱ्या शब्दांत, जर सौर पॅनेलचे एक चौरस मीटर 200 वॅट्सचे उत्पादन करते, तर एक चौरस मीटर थर्मल फोटोव्होल्टेइक पॅनेल 20 किलोवॅट्स तयार करेल.आणि फक्त नाही

शक्ती, पण रूपांतरण कार्यक्षमता जास्त आहे.थर्मल फोटोव्होल्टेइक पेशींची कार्यक्षमता 30% ते 40% दरम्यान असते, जी तापमानावर अवलंबून असते.

उष्णता स्त्रोताचे.याउलट, व्यावसायिक फोटोव्होल्टेइक सौर पॅनेलची कार्यक्षमता 15% आणि 20% च्या दरम्यान आहे.

पारंपारिक थर्मल इंजिनांऐवजी थर्मल फोटोव्होल्टेइक जनरेटरचा वापर हलणारे भाग, द्रव आणि जटिल उष्णता एक्सचेंजर्सचा वापर टाळतो.अशा प्रकारे,

संपूर्ण प्रणाली किफायतशीर, कॉम्पॅक्ट आणि नीरव असू शकते.

संशोधनानुसार, अव्यक्त थर्मल फोटोव्होल्टेइक पेशी मोठ्या प्रमाणात अवशिष्ट अक्षय ऊर्जा साठवू शकतात.

या प्रकल्पाचे नेतृत्व करणारे संशोधक अलेजांद्रो डेटा म्हणाले: “पवन आणि पवन उर्जा निर्मितीमध्ये अधिशेष असताना या विजेचा मोठा भाग तयार केला जाईल,

त्यामुळे ते वीज बाजारात अत्यंत कमी किमतीत विकले जाईल.ही अतिरिक्त वीज अत्यंत स्वस्त प्रणालीमध्ये साठवणे अत्यंत आवश्यक आहे.ते खूप अर्थपूर्ण आहे

अतिरिक्त वीज उष्णतेच्या स्वरूपात साठवा, कारण ऊर्जा साठवण्याचा हा सर्वात स्वस्त मार्ग आहे.”

2. लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा ती 40 पट स्वस्त आहे

विशेषतः, सिलिकॉन आणि फेरोसिलिकॉन 4 युरो प्रति किलोवॅट-तास पेक्षा कमी खर्चात ऊर्जा साठवू शकतात, जी सध्याच्या निश्चित लिथियम-आयनपेक्षा 100 पट स्वस्त आहे.

बॅटरीकंटेनर आणि इन्सुलेशन थर जोडल्यानंतर, एकूण किंमत जास्त असेल.तथापि, अभ्यासानुसार, जर प्रणाली पुरेशी मोठी असेल तर सामान्यतः अधिक

10 मेगावॅट तासांपेक्षा, ते कदाचित सुमारे 10 युरो प्रति किलोवॅटच्या खर्चापर्यंत पोहोचेल, कारण थर्मल इन्सुलेशनची किंमत एकूण खर्चाचा एक छोटासा भाग असेल.

प्रणालीची किंमत.तथापि, लिथियम बॅटरीची किंमत सुमारे 400 युरो प्रति किलोवॅट-तास आहे.

या प्रणालीला एक समस्या भेडसावत आहे ती म्हणजे साठवलेल्या उष्णतेचा फक्त एक छोटासा भाग पुन्हा विजेमध्ये रूपांतरित होतो.या प्रक्रियेत रूपांतरण कार्यक्षमता काय आहे?कसे

उर्वरित उष्णता ऊर्जा वापरणे ही मुख्य समस्या आहे.

तथापि, संघाच्या संशोधकांचा असा विश्वास आहे की या समस्या नाहीत.जर प्रणाली पुरेशी स्वस्त असेल, तर केवळ 30-40% ऊर्जा स्वरूपात पुनर्प्राप्त करणे आवश्यक आहे

वीज, जी त्यांना लिथियम-आयन बॅटरीसारख्या इतर महागड्या तंत्रज्ञानापेक्षा श्रेष्ठ बनवेल.

याव्यतिरिक्त, उर्वरीत 60-70% उष्णता वीजमध्ये रूपांतरित न झालेली कोळसा आणि नैसर्गिकता कमी करण्यासाठी थेट इमारती, कारखाने किंवा शहरांमध्ये हस्तांतरित केली जाऊ शकते.

गॅसचा वापर.

जागतिक उर्जेच्या मागणीच्या 50% पेक्षा जास्त आणि जागतिक कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जनाच्या 40% पेक्षा जास्त उष्णतेचा वाटा आहे.अशा प्रकारे, वारा किंवा फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा अव्यक्त स्वरूपात साठवली जाते

थर्मल फोटोव्होल्टेइक सेल्स केवळ मोठ्या प्रमाणात खर्च वाचवू शकत नाहीत, तर नवीकरणीय संसाधनांद्वारे बाजारपेठेतील प्रचंड उष्णतेची मागणी देखील पूर्ण करतात.

3. आव्हाने आणि भविष्यातील संभावना

माद्रिद युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या टीमने डिझाइन केलेले नवीन थर्मल फोटोव्होल्टेइक थर्मल स्टोरेज तंत्रज्ञान, जे सिलिकॉन मिश्र धातु सामग्री वापरते,

साहित्य खर्च, थर्मल स्टोरेज तापमान आणि ऊर्जा साठवण वेळ फायदे.सिलिकॉन हा पृथ्वीच्या कवचातील दुसरा सर्वात मुबलक घटक आहे.खर्च

प्रति टन सिलिका वाळू फक्त 30-50 डॉलर आहे, जी वितळलेल्या मीठ सामग्रीच्या 1/10 आहे.याव्यतिरिक्त, सिलिका वाळू थर्मल स्टोरेज तापमान फरक

कण वितळलेल्या मीठापेक्षा खूप जास्त आहेत आणि कमाल ऑपरेटिंग तापमान 1000 ℃ पेक्षा जास्त पोहोचू शकते.उच्च ऑपरेटिंग तापमान देखील

फोटोथर्मल पॉवर जनरेशन सिस्टमची एकूण ऊर्जा कार्यक्षमता सुधारण्यास मदत करते.

डॅटसची टीम केवळ थर्मल फोटोव्होल्टेइक पेशींची क्षमता पाहणारी नाही.त्यांचे दोन शक्तिशाली प्रतिस्पर्धी आहेत: प्रतिष्ठित मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ

तंत्रज्ञान आणि कॅलिफोर्निया स्टार्ट-अप अँटोला एनर्जी.नंतरचे जड उद्योगात वापरल्या जाणार्‍या मोठ्या बॅटरीच्या संशोधन आणि विकासावर लक्ष केंद्रित करते (मोठ्या

जीवाश्म इंधन ग्राहक), आणि या वर्षी फेब्रुवारीमध्ये संशोधन पूर्ण करण्यासाठी US $50 दशलक्ष मिळवले.बिल गेट्सच्या ब्रेकथ्रू एनर्जी फंडाने काही दिले

गुंतवणूक निधी.

मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी सांगितले की त्यांच्या थर्मल फोटोव्होल्टेइक सेल मॉडेलने उष्णतेसाठी वापरल्या जाणार्‍या 40% उर्जेचा पुनर्वापर केला आहे.

प्रोटोटाइप बॅटरीचे अंतर्गत साहित्य.त्यांनी स्पष्ट केले: “हे औष्णिक ऊर्जा संचयनाची जास्तीत जास्त कार्यक्षमता आणि खर्च कमी करण्याचा मार्ग तयार करते,

पॉवर ग्रिड डिकार्बोनाइज करणे शक्य करते.”

माद्रिद इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीचा प्रकल्प तो पुनर्प्राप्त करू शकणार्‍या उर्जेची टक्केवारी मोजू शकला नाही, परंतु तो अमेरिकन मॉडेलपेक्षा श्रेष्ठ आहे.

एका बाजूने.या प्रकल्पाचे नेतृत्व करणारे संशोधक अलेजांद्रो डेटा यांनी स्पष्ट केले: “ही कार्यक्षमता साध्य करण्यासाठी, एमआयटी प्रकल्पाने तापमानात वाढ करणे आवश्यक आहे.

2400 अंश.आमची बॅटरी १२०० अंशांवर काम करते.या तपमानावर, कार्यक्षमता त्यांच्यापेक्षा कमी असेल, परंतु आमच्याकडे उष्णता इन्सुलेशनच्या समस्या कमी आहेत.

शेवटी, उष्णतेची हानी न होता 2400 अंशांवर सामग्री साठवणे फार कठीण आहे.”

अर्थात, या तंत्रज्ञानाला बाजारात येण्याआधी अजूनही बरीच गुंतवणूक आवश्यक आहे.सध्याच्या प्रयोगशाळेच्या प्रोटोटाइपमध्ये 1 kWh पेक्षा कमी ऊर्जा साठवण आहे

क्षमता, परंतु हे तंत्रज्ञान फायदेशीर बनवण्यासाठी, 10 MWh पेक्षा जास्त ऊर्जा साठवण क्षमता आवश्यक आहे.त्यामुळे, पुढील आव्हान आहे स्केल विस्तृत

तंत्रज्ञान आणि त्याच्या व्यवहार्यतेची मोठ्या प्रमाणावर चाचणी.हे साध्य करण्यासाठी, माद्रिद इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीचे संशोधक संघ तयार करत आहेत

ते शक्य करण्यासाठी.