Πώς να αποθηκεύσετε ηλιακή ενέργεια για 18 χρόνια;

Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στο Γκέτεμποργκ της Σουηδίας, έχει εφεύρει ένα ηλιακό κύτταρο που μπορεί να αποθηκεύσει ηλιακή ενέργεια για 18 χρόνια. Οι λεπτομέρειες του έργου δεν έχουν ακόμη ανακοινωθεί, αλλά είναι γνωστό ότι αποθηκεύει και απελευθερώνει με επιτυχία ηλιακή ενέργεια που παράγεται από θερμοηλεκτρικές γεννήτριες.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός είναι «ένας εντελώς νέος τρόπος παραγωγής ηλιακής ενέργειας». Αυτό σημαίνει ότι η ηλιακή ενέργεια μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια είτε είναι ηλιόλουστη είτε βροχερή ή χιονισμένη. Επιπλέον, αυτό σημαίνει ότι η τεχνολογία αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας έχει αυξηθεί σε ένα νέο επίπεδο, διότι η ηλιακή ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί οπουδήποτε, ταυτόχρονα, χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα και η ενέργειά της.

Η τεχνολογία θερμικής αποθήκευσης βρίσκεται στο επίκεντρο των ηλιακών τεχνολόγων εδώ και δεκαετίες, επειδή η ηλιακή ενέργεια απαιτεί μακροπρόθεσμη ικανότητα αποθήκευσης. Η παραδοσιακή αποθήκευση μπαταριών απαιτεί μετατροπή ενέργειας από ηλιακή ενέργεια. Με την τεχνολογία αποθήκευσης θερμότητας, ένα θερμαινόμενο δοχείο μπορεί να συγκρατηθεί με λιωμένους ουσίες (όπως νερό ή λιωμένο αλάτι).

Την επόμενη δεκαετία ή περισσότερο, η ανάπτυξη της ηλιακής τεχνολογίας στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers αναμένεται να φτάσει σε νέα ύψη.

Πώς να αποθηκεύσετε ηλιακή ενέργεια;

Η αποθήκευση ηλιακής ενέργειας μπορεί να χωριστεί σε τρεις κατηγορίες, δηλαδή την αποθήκευση θερμικής ενέργειας, την αποθήκευση ενέργειας μπαταριών και τη μηχανική αποθήκευση ενέργειας.

Τι είναι η αποθήκευση θερμικής ενέργειας;

Η αποθήκευση θερμικής ενέργειας χρησιμοποιεί διάφορα μέσα, όπως νερό ή λιωμένο αλάτι, για να απορροφήσει και να διατηρήσει τη θερμότητα από την ηλιακή ενέργεια. Αυτό το μέσο μεταφοράς θερμότητας αποθηκεύεται σε μονωμένο δοχείο. Όταν χρειάζεται ενέργεια, μπορεί να ληφθεί με βραστό νερό.

Τι είναι η αποθήκευση ενέργειας μπαταρίας;

Η ηλιακή ενέργεια μπορεί επίσης να αποθηκευτεί σε ηλεκτροχημικά κύτταρα. Όταν αντλείται ηλιακή ενέργεια στην μπαταρία, εμφανίζονται χημικές αντιδράσεις μεταξύ των εξαρτημάτων της μπαταρίας, τα οποία αποθηκεύουν την ενέργεια. Όταν χρειάζεται ενέργεια, αυτή η χημική αντίδραση αντιστρέφεται, απελευθερώνοντας ενέργεια. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται συχνότερα για την αποθήκευση ηλιακής ενέργειας και οι νέες τεχνολογίες μπαταριών αναπτύσσονται ραγδαία και αναμένεται ότι στο μέλλον θα αναπτυχθούν φθηνότερες και πιο κλιμακούμενες λύσεις αποθήκευσης μπαταριών. Τα στοιχεία δείχνουν ότι μέχρι το 2050, η αποθήκευση ενέργειας στις ΗΠΑ αναμένεται να φτάσει σχεδόν τα 7,5 εκατομμύρια κιλοβάτ ετησίως (εξαπλάσια από το 2020), με αγοραία αξία 7,3 δισεκατομμύρια δολάρια.

Τι είναι η μηχανική αποθήκευση;

Η τεχνολογία μηχανικής αποθήκευσης χρησιμοποιεί την πιθανή ενέργεια των αντικειμένων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η μηχανική αποθήκευση μπορεί να μετατρέψει την περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια και στη συνέχεια να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια όταν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια. Υπάρχουν τρία κύρια συστήματα αποθήκευσης μηχανικής ενέργειας:

Αποθήκευση σφόνδυλο

Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης χρησιμοποιεί υπερβολική ισχύ για να οδηγήσει έναν σφόνδυλο να περιστρέφεται, χρησιμοποιεί τον σφόνδυλο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και παρέχει γρήγορα ενέργεια κατά τη διάρκεια περιόδων μέγιστης κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Αντλημένη Υδροηλεκτρική Αποθήκευση

Η αντλημένη υδρο αποθήκευση είναι η χρήση αντλημένων υδροηλεκτρικών για την άντληση νερού σε μια δεξαμενή που βρίσκεται πάνω από μια γεννήτρια στροβίλων. Το νερό μπορεί να ρέει μέσω στροβίλων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε περιόδους υψηλής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας.

Αποθήκευση πεπιεσμένου αέρα

Η τεχνολογία αποθήκευσης πεπιεσμένου αέρα μπορεί να αντλήσει πεπιεσμένο αέρα σε μεγάλα δοχεία, όπως δεξαμενές αποθήκευσης αερίου ή υπόγειους σχηματισμούς βράχων. Κατά τη διάρκεια της μέγιστης κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, ο αέρας μπορεί να απελευθερωθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Ο καλύτερος τρόπος αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας

Επί του παρόντος, δεν υπάρχει τέλειος τρόπος αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας. Η επιλογή της μεθόδου αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από τη ζήτηση και τους διαθέσιμους πόρους.

Εμπορική ηλιακή αποθήκευση

Οι ηλεκτρικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και οι επιχειρήσεις έχουν περισσότερους προϋπολογισμούς από τα άτομα και τα νοικοκυριά, ώστε να μπορούν να επιλέξουν μεταξύ μηχανικής αποθήκευσης και αποθήκευσης θερμικής ενέργειας. Αν και αυτές οι μέθοδοι αποθήκευσης είναι ακριβές, επιτρέπουν στις εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας να παρέχουν επαρκή ισχύ κατά τη διάρκεια της μέγιστης ζήτησης.