આ એનર્જી સ્ટોરેજ ટેક્નોલોજીએ 2022 EU બેસ્ટ ઇનોવેશન એવોર્ડ જીત્યો, જે લિથિયમ-આયન બેટરી કરતા 40 ગણો સસ્તો છે

સિલિકોન અને ફેરોસિલિકોનનો ઉપયોગ કરીને થર્મલ એનર્જી સ્ટોરેજ માધ્યમ તરીકે 4 યુરો પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક કરતાં ઓછા ખર્ચે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે, જે 100 ગણો છે.

વર્તમાન ફિક્સ્ડ લિથિયમ-આયન બેટરી કરતાં સસ્તી.કન્ટેનર અને ઇન્સ્યુલેશન લેયર ઉમેર્યા પછી, કુલ કિંમત લગભગ 10 યુરો પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક હોઈ શકે છે,

જે 400 યુરો પ્રતિ કિલોવોટ-કલાકની લિથિયમ બેટરી કરતાં ઘણી સસ્તી છે.

નવીનીકરણીય ઉર્જાનો વિકાસ કરવો, નવી પાવર સિસ્ટમ્સનું નિર્માણ કરવું અને ઊર્જા સંગ્રહને ટેકો આપવો એ અવરોધો છે જેને દૂર કરવા આવશ્યક છે.

વીજળીની બહારની પ્રકૃતિ અને નવીનીકરણીય ઉર્જા ઉત્પાદનની અસ્થિરતા જેમ કે ફોટોવોલ્ટેઇક અને પવન ઊર્જા પુરવઠા અને માંગને વધારે છે

વીજળીનો ક્યારેક મેળ ખાતો નથી.હાલમાં, સ્થિરતા હાંસલ કરવા માટે કોલસા અને કુદરતી ગેસના વીજ ઉત્પાદન અથવા હાઇડ્રોપાવર દ્વારા આવા નિયમનને સમાયોજિત કરી શકાય છે.

અને શક્તિની સુગમતા.પરંતુ ભવિષ્યમાં, અશ્મિભૂત ઉર્જાના ઉપાડ અને પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જાના વધારા સાથે, સસ્તી અને કાર્યક્ષમ ઊર્જા સંગ્રહ

રૂપરેખાંકન કી છે.

ઊર્જા સંગ્રહ તકનીક મુખ્યત્વે ભૌતિક ઊર્જા સંગ્રહ, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઊર્જા સંગ્રહ, થર્મલ ઊર્જા સંગ્રહ અને રાસાયણિક ઊર્જા સંગ્રહમાં વિભાજિત થાય છે.

જેમ કે યાંત્રિક ઉર્જા સંગ્રહ અને પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ ભૌતિક ઉર્જા સંગ્રહ ટેકનોલોજીથી સંબંધિત છે.આ ઊર્જા સંગ્રહ પદ્ધતિ પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત ધરાવે છે અને

ઉચ્ચ રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા, પરંતુ પ્રોજેક્ટ પ્રમાણમાં મોટો છે, ભૌગોલિક સ્થાન દ્વારા મર્યાદિત છે, અને બાંધકામનો સમયગાળો પણ ઘણો લાંબો છે.તે મુશ્કેલ છે

માત્ર પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ દ્વારા રિન્યુએબલ એનર્જી પાવરની પીક શેવિંગ માંગ સાથે અનુકૂલન કરો.

હાલમાં, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઊર્જા સંગ્રહ લોકપ્રિય છે, અને તે વિશ્વની સૌથી ઝડપથી વિકસતી નવી ઊર્જા સંગ્રહ તકનીક પણ છે.ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઊર્જા

સંગ્રહ મુખ્યત્વે લિથિયમ-આયન બેટરી પર આધારિત છે.2021 ના ​​અંત સુધીમાં, વિશ્વમાં નવી ઊર્જા સંગ્રહની સંચિત સ્થાપિત ક્ષમતા 25 મિલિયનને વટાવી ગઈ છે.

કિલોવોટ, જેમાંથી લિથિયમ-આયન બેટરીનો બજાર હિસ્સો 90% સુધી પહોંચી ગયો છે.આ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોના મોટા પાયે વિકાસને કારણે છે, જે એ

લિથિયમ-આયન બેટરી પર આધારિત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઊર્જા સંગ્રહ માટે મોટા પાયે વ્યાપારી એપ્લિકેશન દૃશ્ય.

જો કે, લિથિયમ-આયન બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજ ટેક્નોલોજી, એક પ્રકારની ઓટોમોબાઈલ બેટરી તરીકે, એ કોઈ મોટી સમસ્યા નથી, પરંતુ જ્યારે તે આવે ત્યારે ઘણી સમસ્યાઓ હશે.

ગ્રીડ-સ્તરના લાંબા ગાળાના ઊર્જા સંગ્રહને સમર્થન આપે છે.એક છે સલામતી અને ખર્ચની સમસ્યા.જો લિથિયમ આયન બેટરીને મોટા પાયે સ્ટેક કરવામાં આવે છે, તો ખર્ચ વધી જશે,

અને ગરમીના સંચયથી થતી સલામતી પણ એક વિશાળ છુપાયેલ ખતરો છે.બીજું એ છે કે લિથિયમ સંસાધનો ખૂબ મર્યાદિત છે, અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો પૂરતા નથી,

અને લાંબા ગાળાના ઊર્જા સંગ્રહની જરૂરિયાત પૂરી કરી શકાતી નથી.

આ વાસ્તવિક અને તાત્કાલિક સમસ્યાઓ કેવી રીતે હલ કરવી?હવે ઘણા વૈજ્ઞાનિકોએ થર્મલ એનર્જી સ્ટોરેજ ટેક્નોલોજી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે.માં સફળતા મળી છે

સંબંધિત તકનીકો અને સંશોધન.

નવેમ્બર 2022 માં, યુરોપિયન કમિશને "EU 2022 ઇનોવેશન રડાર એવોર્ડ" ના એવોર્ડ વિજેતા પ્રોજેક્ટની જાહેરાત કરી, જેમાં "AMADEUS"

સ્પેનમાં મેડ્રિડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજીની ટીમ દ્વારા વિકસિત બેટરી પ્રોજેક્ટને 2022 માં EU શ્રેષ્ઠ ઇનોવેશન એવોર્ડ મળ્યો.

"Amadeus" એક ક્રાંતિકારી બેટરી મોડલ છે.રિન્યુએબલ એનર્જીમાંથી મોટી માત્રામાં ઉર્જાનો સંગ્રહ કરવાનો ઉદ્દેશ્ય ધરાવતા આ પ્રોજેક્ટને યુરોપિયન દ્વારા પસંદ કરવામાં આવ્યો હતો

2022 માં શ્રેષ્ઠ શોધ તરીકે કમિશન.

સ્પેનિશ વૈજ્ઞાનિક ટીમ દ્વારા ડિઝાઇન કરવામાં આવેલી આ પ્રકારની બેટરી થર્મલ એનર્જીના સ્વરૂપમાં જ્યારે સૌર અથવા પવન ઉર્જા વધુ હોય ત્યારે ઉત્પન્ન થતી વધારાની ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.

આ ગરમીનો ઉપયોગ સામગ્રીને (આ પ્રોજેક્ટમાં સિલિકોન એલોયનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે) 1000 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ ગરમ કરવા માટે થાય છે.સિસ્ટમ સાથે એક ખાસ કન્ટેનર સમાવે છે

થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક પ્લેટ અંદરની તરફ છે, જે પાવરની માંગ વધારે હોય ત્યારે સંગ્રહિત ઉર્જાનો એક ભાગ મુક્ત કરી શકે છે.

સંશોધકોએ પ્રક્રિયાને સમજાવવા માટે એક સામ્યતાનો ઉપયોગ કર્યો: "તે સૂર્યને બોક્સમાં મૂકવા જેવું છે."તેમની યોજના ઊર્જા સંગ્રહમાં ક્રાંતિ લાવી શકે છે.તેની મોટી સંભાવના છે

આ ધ્યેય હાંસલ કરે છે અને આબોહવા પરિવર્તનનો સામનો કરવા માટે એક મુખ્ય પરિબળ બની ગયું છે, જે સબમિટ કરાયેલા 300 થી વધુ પ્રોજેક્ટ્સમાંથી “એમેડિયસ” પ્રોજેક્ટને અલગ બનાવે છે.

અને EU બેસ્ટ ઇનોવેશન એવોર્ડ જીત્યો.

EU ઇનોવેશન રડાર એવોર્ડના આયોજકે સમજાવ્યું: “મૂલ્યવાન મુદ્દો એ છે કે તે એક સસ્તી સિસ્ટમ પ્રદાન કરે છે જે મોટા પ્રમાણમાં ઊર્જા સંગ્રહિત કરી શકે છે.

ઘણા સમય.તે ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા ધરાવે છે, ઉચ્ચ એકંદર કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે અને તે પર્યાપ્ત અને ઓછી કિંમતની સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે.તે મોડ્યુલર સિસ્ટમ છે, જેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને તે પ્રદાન કરી શકે છે

માંગ પર સ્વચ્છ ગરમી અને વીજળી."

તો, આ ટેકનોલોજી કેવી રીતે કામ કરે છે?ભાવિ એપ્લિકેશન દૃશ્યો અને વ્યાપારીકરણની સંભાવનાઓ શું છે?

તેને સરળ રીતે કહીએ તો, આ સિસ્ટમ સસ્તી ધાતુઓને ઓગાળવા માટે તૂટક તૂટક નવીનીકરણીય ઉર્જા (જેમ કે સૌર ઉર્જા અથવા પવન ઉર્જા) દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વધારાની શક્તિનો ઉપયોગ કરે છે,

જેમ કે સિલિકોન અથવા ફેરોસિલિકોન, અને તાપમાન 1000 ℃ કરતા વધારે છે.સિલિકોન એલોય તેની ફ્યુઝન પ્રક્રિયામાં મોટી માત્રામાં ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે.

આ પ્રકારની ઊર્જાને "સુષુપ્ત ગરમી" કહેવામાં આવે છે.ઉદાહરણ તરીકે, એક લિટર સિલિકોન (આશરે 2.5 કિગ્રા) ફોર્મમાં 1 કિલોવોટ-કલાક (1 કિલોવોટ-કલાક) કરતાં વધુ ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.

સુષુપ્ત ગરમી, જે 500 બારના દબાણ પર એક લિટર હાઇડ્રોજનમાં સમાયેલ ઊર્જા બરાબર છે.જો કે, હાઇડ્રોજનથી વિપરીત, સિલિકોનને વાતાવરણમાં સંગ્રહિત કરી શકાય છે

દબાણ, જે સિસ્ટમને સસ્તી અને સલામત બનાવે છે.

સિસ્ટમની ચાવી એ છે કે સંગ્રહિત ગરમીને ઇલેક્ટ્રિક ઊર્જામાં કેવી રીતે રૂપાંતરિત કરવી.જ્યારે સિલિકોન 1000 º સે કરતા વધુ તાપમાને પીગળે છે, ત્યારે તે સૂર્યની જેમ ચમકે છે.

તેથી, તેજસ્વી ગરમીને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

કહેવાતા થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક જનરેટર લઘુચિત્ર ફોટોવોલ્ટેઇક ઉપકરણ જેવું છે, જે પરંપરાગત સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટ કરતાં 100 ગણી વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો એક ચોરસ મીટર સોલર પેનલ 200 વોટનું ઉત્પાદન કરે છે, તો એક ચોરસ મીટર થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ 20 કિલોવોટનું ઉત્પાદન કરશે.અને માત્ર

શક્તિ, પણ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા વધારે છે.થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોની કાર્યક્ષમતા 30% અને 40% ની વચ્ચે છે, જે તાપમાન પર આધાર રાખે છે.

ગરમીના સ્ત્રોતમાંથી.તેનાથી વિપરીત, કોમર્શિયલ ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર પેનલ્સની કાર્યક્ષમતા 15% અને 20% ની વચ્ચે છે.

પરંપરાગત થર્મલ એન્જિનને બદલે થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક જનરેટરનો ઉપયોગ ફરતા ભાગો, પ્રવાહી અને જટિલ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સનો ઉપયોગ ટાળે છે.આ રીતે,

આખી સિસ્ટમ આર્થિક, કોમ્પેક્ટ અને ઘોંઘાટ વિનાની હોઈ શકે છે.

સંશોધન મુજબ, સુપ્ત થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો મોટી માત્રામાં શેષ પુનઃપ્રાપ્ય શક્તિનો સંગ્રહ કરી શકે છે.

આ પ્રોજેક્ટનું નેતૃત્વ કરનાર સંશોધક એલેજાન્ડ્રો ડેટાએ જણાવ્યું હતું કે: “જ્યારે પવન અને પવન ઊર્જા ઉત્પાદનમાં સરપ્લસ હશે ત્યારે આ વીજળીનો મોટો હિસ્સો ઉત્પન્ન થશે,

તેથી તે વીજળી બજારમાં ખૂબ જ ઓછી કિંમતે વેચવામાં આવશે.આ વધારાની વીજળીને ખૂબ જ સસ્તી સિસ્ટમમાં સંગ્રહિત કરવી ખૂબ જ જરૂરી છે.તે ખૂબ જ અર્થપૂર્ણ છે

વધારાની વીજળીને ગરમીના રૂપમાં સંગ્રહિત કરો, કારણ કે તે ઊર્જા સંગ્રહ કરવાની સૌથી સસ્તી રીતો પૈકીની એક છે."

2. તે લિથિયમ-આયન બેટરી કરતા 40 ગણી સસ્તી છે

ખાસ કરીને, સિલિકોન અને ફેરોસિલિકોન 4 યુરો પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક કરતાં ઓછા ખર્ચે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે, જે વર્તમાન નિશ્ચિત લિથિયમ-આયન કરતાં 100 ગણો સસ્તો છે.

બેટરીકન્ટેનર અને ઇન્સ્યુલેશન સ્તર ઉમેર્યા પછી, કુલ કિંમત વધારે હશે.જો કે, અભ્યાસ મુજબ, જો સિસ્ટમ પૂરતી મોટી હોય, તો સામાન્ય રીતે વધુ

10 મેગાવોટ કલાક કરતાં, તે સંભવતઃ કિલોવોટ કલાક દીઠ આશરે 10 યુરોના ખર્ચે પહોંચી જશે, કારણ કે થર્મલ ઇન્સ્યુલેશનનો ખર્ચ કુલ ખર્ચનો એક નાનો ભાગ હશે.

સિસ્ટમની કિંમત.જો કે, લિથિયમ બેટરીની કિંમત પ્રતિ કિલોવોટ-કલાક લગભગ 400 યુરો છે.

આ સિસ્ટમને એક સમસ્યાનો સામનો કરવો પડે છે તે એ છે કે સંગ્રહિત ગરમીનો માત્ર એક નાનો ભાગ વીજળીમાં ફેરવાય છે.આ પ્રક્રિયામાં રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા શું છે?કઈ રીતે

બાકીની ઉષ્મા ઊર્જાનો ઉપયોગ એ મુખ્ય સમસ્યા છે.

જો કે, ટીમના સંશોધકો માને છે કે આ કોઈ સમસ્યા નથી.જો સિસ્ટમ પૂરતી સસ્તી છે, તો માત્ર 30-40% ઊર્જાના સ્વરૂપમાં પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની જરૂર છે

વીજળી, જે તેમને લિથિયમ-આયન બેટરી જેવી અન્ય વધુ ખર્ચાળ તકનીકોથી શ્રેષ્ઠ બનાવશે.

વધુમાં, બાકીની 60-70% ગરમીને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવતી નથી તે કોલસો અને કુદરતી ઘટાડવા માટે ઇમારતો, ફેક્ટરીઓ અથવા શહેરોમાં સીધી ટ્રાન્સફર કરી શકાય છે.

ગેસ વપરાશ.

વૈશ્વિક ઉર્જા માંગના 50% થી વધુ અને વૈશ્વિક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્સર્જનમાં ગરમીનો હિસ્સો 40% છે.આ રીતે, પવન અથવા ફોટોવોલ્ટેઇક ઊર્જાને સુપ્તમાં સંગ્રહિત કરવી

થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો માત્ર ઘણો ખર્ચ બચાવી શકતા નથી, પરંતુ નવીનીકરણીય સંસાધનો દ્વારા બજારની વિશાળ ગરમીની માંગને પણ પૂરી કરી શકે છે.

3. પડકારો અને ભવિષ્યની સંભાવનાઓ

મેડ્રિડ યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્નોલોજીની ટીમ દ્વારા ડિઝાઇન કરાયેલ નવી થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક થર્મલ સ્ટોરેજ ટેકનોલોજી, જે સિલિકોન એલોય સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે,

સામગ્રી ખર્ચ, થર્મલ સંગ્રહ તાપમાન અને ઊર્જા સંગ્રહ સમય માં ફાયદા.સિલિકોન એ પૃથ્વીના પોપડામાં બીજું સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળતું તત્વ છે.કિમત

પ્રતિ ટન સિલિકા રેતી માત્ર 30-50 ડોલર છે, જે પીગળેલા મીઠાની સામગ્રીનો 1/10 છે.વધુમાં, સિલિકા રેતીના થર્મલ સંગ્રહ તાપમાન તફાવત

કણો પીગળેલા મીઠા કરતા ઘણા વધારે હોય છે, અને મહત્તમ ઓપરેટિંગ તાપમાન 1000 ℃ થી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે.ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાન પણ

ફોટોથર્મલ પાવર જનરેશન સિસ્ટમની એકંદર ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવામાં મદદ કરે છે.

ડેટસની ટીમ એકમાત્ર એવી નથી કે જે થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોની સંભવિતતાને જુએ છે.તેમની પાસે બે શક્તિશાળી હરીફો છે: પ્રતિષ્ઠિત મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ

ટેકનોલોજી અને કેલિફોર્નિયા સ્ટાર્ટ-અપ એન્ટોલા એનર્જી.બાદમાં ભારે ઉદ્યોગમાં વપરાતી મોટી બેટરીઓના સંશોધન અને વિકાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે (એક મોટી

અશ્મિભૂત ઇંધણ ઉપભોક્તા), અને આ વર્ષે ફેબ્રુઆરીમાં સંશોધન પૂર્ણ કરવા માટે યુએસ $50 મિલિયન મેળવ્યા.બિલ ગેટ્સના બ્રેકથ્રુ એનર્જી ફંડે કેટલાક પ્રદાન કર્યા

રોકાણ ભંડોળ.

મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીના સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું કે તેમના થર્મલ ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ મોડલ ગરમી માટે વપરાતી 40% ઊર્જાનો ફરીથી ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ છે.

પ્રોટોટાઇપ બેટરીની આંતરિક સામગ્રી.તેઓએ સમજાવ્યું: "આ થર્મલ ઊર્જા સંગ્રહની મહત્તમ કાર્યક્ષમતા અને ખર્ચ ઘટાડવાનો માર્ગ બનાવે છે,

પાવર ગ્રીડને ડીકાર્બોનાઇઝ કરવાનું શક્ય બનાવે છે."

મેડ્રિડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલૉજીનો પ્રોજેક્ટ તે પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે તેવી ઊર્જાની ટકાવારી માપવામાં સક્ષમ નથી, પરંતુ તે અમેરિકન મોડલ કરતાં શ્રેષ્ઠ છે.

એક પાસામાં.આ પ્રોજેક્ટનું નેતૃત્વ કરનાર સંશોધક એલેજાન્ડ્રો ડેટાએ સમજાવ્યું: “આ કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે, MIT પ્રોજેક્ટે તાપમાન વધારવું જોઈએ.

2400 ડિગ્રી.અમારી બેટરી 1200 ડિગ્રી પર કામ કરે છે.આ તાપમાને, કાર્યક્ષમતા તેમના કરતા ઓછી હશે, પરંતુ અમારી પાસે ગરમીના ઇન્સ્યુલેશનની સમસ્યા ઘણી ઓછી છે.

છેવટે, ગરમીનું નુકસાન કર્યા વિના સામગ્રીને 2400 ડિગ્રી પર સંગ્રહિત કરવી ખૂબ જ મુશ્કેલ છે."

અલબત્ત, બજારમાં પ્રવેશતા પહેલા આ ટેક્નોલોજીને હજુ પણ ઘણાં રોકાણની જરૂર છે.વર્તમાન પ્રયોગશાળા પ્રોટોટાઇપમાં 1 kWh કરતાં ઓછો ઊર્જા સંગ્રહ છે

ક્ષમતા, પરંતુ આ ટેક્નોલોજીને નફાકારક બનાવવા માટે, તેને 10 MWh કરતાં વધુ ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષમતાની જરૂર છે.તેથી, આગામી પડકાર સ્કેલ વિસ્તૃત કરવા માટે છે

ટેક્નોલોજી અને તેની શક્યતાને મોટા પાયા પર ચકાસવી.આ હાંસલ કરવા માટે, મેડ્રિડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજીના સંશોધકો ટીમો બનાવી રહ્યા છે

તેને શક્ય બનાવવા માટે.