Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
أخبار التقنية

تخزين الطاقة الحرارية لم يعد مجرد هواء ساخن


في العام المقبل ، ستزرع مدينة كولشيستر بإنجلترا أربع حاويات شحن بطول 6 أمتار تقريبًا في موقع تطوير جديد متعدد الاستخدامات. حاويات الشحن ، التي تضم تشكيلة شبيهة بفرانكشتاين من أجزاء الماكينة – محركات أعيد استخدامها من محركات شاحنات فولفو ، وخزانات عملاقة من الهواء المضغوط ، وصوامع ضخمة من الرمال الساخنة للأنابيب – تنتجها شركة تسمى Cheesecake Energy.

على الرغم من اسمها ، فإن Cheesecake Energy ليست في مجال المواد الغذائية. تقوم الشركة ببناء أنظمة حاويات الشحن هذه ، والتي تعمل مثل البطاريات العملاقة التي تخزن الطاقة كحرارة وهواء مضغوط ، بدلاً من تفاعل كيميائي (اسم Cheesecake مشتق من اختصار nerdy لتقنيتها).

تشيز كيك هو جزء من مجموعة من الشركات التي تحاول تلبية الحاجة المتزايدة لأشكال بديلة لتخزين الطاقة. مع انتقال البلدان من الوقود الأحفوري إلى مصادر الطاقة الخضراء مثل الرياح والطاقة الشمسية ، ستكون هناك فترات هدوء طبيعية في إنتاج الطاقة بسبب الظروف الجوية. يميل استهلاك الطاقة أيضًا إلى الذروة خلال ساعات المساء المبكرة ، وهو أمر غير مريح عندما ينخفض ​​إنتاج الطاقة الشمسية. يُنظر إلى تقنية تخزين الطاقة على أنها وسيلة للمساعدة في تسوية عدم التوازن في العرض والطلب من خلال تخزين الطاقة الزائدة خلال فترات الإنتاج المرتفع واستخدامها عند الحاجة.

شهدت السنوات الأخيرة بناء مزارع كبيرة لبطاريات الليثيوم أيون تفعل ذلك بالضبط. يقول Xiaobing Liu ، الذي يقود مجموعة تخزين الطاقة الحرارية في مختبر أوك ريدج الوطني ، إنه حتى بطاريات الليثيوم أيون كثيفة الطاقة لها حدود. البطاريات التي يمكن أن تحتوي على كميات كبيرة من الطاقة كبيرة ومكلفة وتتطلب استثمارات كبيرة لتركيبها. تفقد قدرتها تدريجياً مع كل دورة تفريغ وإعادة شحن ، ويمكن أن تكون من مخاطر الحريق. من الصعب أيضًا الحصول على المواد الخام اللازمة لبناء بطاريات أيونات الليثيوم ، كما أن استخراج تلك المعادن يثير قضايا بيئية وحقوق الإنسان.

قال ليو: “إنها مادة نادرة ، والكثير من الأماكن تحتاج إلى بطاريات”. “السيارات الكهربائية تحتاج إلى الكثير من البطاريات ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة تحتاج إلى الكثير من البطاريات. لذلك هناك منافسة قوية على المواد ، خاصة إذا أصبحت السيارات الكهربائية أكثر شيوعًا “.

لهذا السبب بدأ الاهتمام بالحلول غير التقليدية لتخزين الطاقة في السنوات الأخيرة. بحثت الشركات في أنظمة الطاقة الكهرومائية التي يتم ضخها والتي تولد الكهرباء من المياه المتدفقة من الخزانات الاصطناعية الكبيرة ، والكهوف تحت الأرض التي تخزن وقود الهيدروجين المحلل كهربائياً من المياه ، والمصاعد التي ترفع كتل الخرسانة وتحصد طاقتها الكامنة عند سقوطها. لقد هبطت بعض الشركات على التخزين الحراري.

تخزين الطاقة في الهواء والرمل

سيعمل المشروع متعدد الاستخدامات في كولشيستر على تشغيل شبكة صغيرة خاصة به ، والتي تحصل على الكهرباء من مزرعة شمسية بقوة 8 ميغاواط في ممتلكاتها. سيتم تخزين الطاقة الزائدة الناتجة عن المزرعة الشمسية خلال النهار في نظام تخزين الطاقة الحرارية في Cheesecake Energy ويمكن الوصول إليها خلال المساء من قبل الشركات المحلية والمقيمين.

وإليك كيفية عملها: خلال النهار ، يأخذ نظام Cheesecake الكهرباء الزائدة ويستخدمها لبدء تشغيل المحرك. يقوم المحرك بتشغيل مكبس يقوم بضغط الهواء ، والذي يصبح ساخنًا عند ضغطه. يقوم النظام بعد ذلك بفصل الحرارة عن الهواء المضغوط ويخزن الحرارة في صوامع من الرمل أو الحصى. الهواء المضغوط ، الذي أصبح الآن باردًا وأسهل في التخزين ، موجود في خزان هواء كبير.

يحب أحد مؤسسي Cheesecake استخدام تشبيه حوض الاستحمام عند مقارنة تقنيتهما مع بطاريات أيونات الليثيوم. يحتوي تخزين الطاقة على عاملين رئيسيين – مدى سرعة شحنه وتفريغه (الحنفية) ومقدار الطاقة الإجمالية التي يمكنه استيعابها (حوض الاستحمام). تحتوي البطاريات على حنفية قوية ، ولكن هذا يأتي على حساب حوض صغير.

يقول مايكل سيمبسون ، الشريك المؤسس لشركة Cheesecake Energy: “حوض الاستحمام رخيص بالنسبة لنا ، لذلك عندما يتعلق الأمر بالمقدار الذي يمكننا تخزينه ، يمكننا زيادة هذه السعة بتكلفة منخفضة جدًا”. “بالنسبة للبطاريات ، فإن جعل الحمام أكبر حجمًا مكلف للغاية.”

عندما يحين وقت توليد الكهرباء ، يقوم Cheesecake بتشغيل النظام في الاتجاه المعاكس. بمجرد تسخين الهواء المضغوط ، يقوم بتشغيل مكبس يقوم بتشغيل مولد لتوليد الكهرباء. النظام بأكمله ، الذي يمكن أن يحمل ما يكفي من خمس إلى اثنتي عشرة ساعة من تفريغ الكهرباء بكامل طاقته ، يكلف نصف مليون جنيه. ستعمل مجموعة إضافية من حاويات الشحن على مضاعفة سعة التخزين ، وما إلى ذلك.

لا تهدر الطاقة الحرارية

في حين أن نظام Cheesecake هو في الأساس جهاز تخزين للكهرباء والتيار الكهربائي ، إلا أن هناك شركات تخزين طاقة حرارية أخرى متخصصة في إطلاق الطاقة المخزنة كحرارة. إنه شكل من أشكال الطاقة تم تجاهله إلى حد ما ، ولكنه مهم للغاية – الطاقة في شكل حرارة هي كيفية استهلاك نصف إجمالي استخدام الطاقة في العالم ، مثل الكهرباء والنقل مجتمعين.

يرجع جزء كبير من ذلك إلى الاستخدام الصناعي من قبل الصناعات الكبيرة المتعطشة للطاقة مثل صناعة الصلب والتصنيع الكيميائي والبناء. تستهدف مجموعة كيوتو الناشئة ، ومقرها هولندا ، هذا الاستخدام الصناعي للحرارة من خلال نظام التخزين الحراري ، الذي يخزن الطاقة على شكل ملح مصهور. يمكن لنظامهم أن يأخذ الكهرباء أو الحرارة كمدخلات ويطلق الهواء الساخن أو البخار في نطاق 170 إلى 400 درجة مئوية كناتج. يعتبر توصيل درجة الحرارة هذا مناسبًا تمامًا لصناعة الأغذية وصناعة الورق ، التي اختبرت برامج تجريبية لنظام كيوتو. جهاز تخزين حراري للملح المنصهر مثبت في منشأة تصنيع خارج كوبنهاغن يخزن الكهرباء من الشبكة عندما يكون رخيصًا ويطلق البخار عند 180 درجة مئوية لصنع الورق المقوى.

Heatcube من مجموعة كيوتو هي بطارية حرارية تهدف إلى مضاعفة مصدر الحرارة للعمليات الصناعية مثل تصنيع الكرتون.كيوتو جروب

تعد المباني مستهلكًا كبيرًا آخر للحرارة ، حيث تمثل ما يقرب من نصف إجمالي استهلاك الحرارة ، ومعظمها من أجل تسخين المساحات والمياه. كما أنها تستهلك 75٪ من إجمالي الكهرباء المستخدمة. لهذا السبب تركز مجموعة Liu’s Thermal Storage Group في ORNL بشكل أساسي على المباني. تتمثل رؤية المجموعة في المزيد والمزيد من المباني لتشمل في نهاية المطاف أنظمة التخزين الحراري. تبحث المجموعة عن طرق لدمج أنظمة التخزين الحراري مباشرةً في البنية التحتية للمباني الحالية مثل الأسطح والجدران والأرضيات بطرق لا تشغل مساحة كبيرة.

يأمل ليو أن يكون تخزين الطاقة الحرارية في نهاية المطاف في كل مكان مثل مكيفات الهواء ، لكنه يقول إنه من المحتمل أن يستغرق الكثير من الوقت لأن فوائد الاستثمار ليست واضحة. في حين أن المستخدمين الأوائل لتكييف الهواء يمكن أن يروا فوائد مباشرة من الاستثمار في واحد (البقاء هادئًا خلال أشهر الصيف الحارة) ، فإن أصحاب المنازل والمباني لأنظمة التخزين الحراري قد لا يفعلون ذلك.

“الحصول على شبكة خالية من الكربون بنسبة 100 في المائة ليس سوى مشكلة تحسين”. – ماثيو إيرفين ، Maplewell

قد يرى العملاء التجاريون الفوائد أولاً – يتعين عليهم دفع رسوم الطلب في الأوقات التي يكون فيها الطلب الإجمالي مرتفعًا على الشبكة ، حتى يتمكنوا من توفير المال عن طريق سحب الطاقة من التخزين الحراري في تلك الأوقات. لكن ليو يقول إن العملاء المقيمين لا يرون رسوم الطلب. بدلاً من ذلك ، تذهب فوائد استثمارات تخزين الطاقة الحرارية إلى شركات المرافق من خلال المساعدة في تخفيف بعض الضغط عن الشبكة.

ويقول إن التبني الواسع لتخزين الطاقة الحرارية قد يكون مدفوعًا بقوى خارجية ، مثل الحكومة أو شركات المرافق التي تقدم معدلات وقت الاستخدام للعملاء المقيمين. إذا كانت هناك كمية كبيرة من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح على الشبكة ، فسيكون العملاء قادرين على توفير المال عن طريق شراء وتخزين الكهرباء خلال أوقات انخفاض الأسعار.

يقول ليو: “تمتلك كاليفورنيا بالفعل هذا النوع من معدل وقت الاستخدام من الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية أو الرياح”. لذلك قد تخلق هذه الحاجة للتخزين … وبعد ذلك ستكون هناك منافسة بين الحرارية والكهربائية [storage]. “

تسخين الشبكة

على مستوى ما ، يعد الحصول على قيمة من أنظمة تخزين الطاقة مشكلة في التحسين. متى يكون من المنطقي شراء الكهرباء مباشرة من الشبكة؟ ومتى يكون من الأفضل السحب من احتياطيات التخزين أو شراء كهرباء شبكة إضافية لتخزينها؟ تأمل Maplewell Energy ، وهي شركة مقرها كولورادو تصنع البرامج التي تعمل على أتمتة هذه القرارات ، في تسهيل ذلك على العملاء التجاريين. يقوم بسحب البيانات من مصادر مختلفة – تقارير الطقس ، وشركات المرافق ، وسجلات استخدام الطاقة في الماضي – للتنبؤ بما يجب القيام به للحصول على أفضل سعر للكهرباء بشكل عام.

قامت الشركة مؤخرًا بتجربة برامجها في متجر صغير خاص بالمؤسسات ، باستخدام نظام التبريد الخاص بالمتجر كنوع من تخزين الطاقة الحرارية. يجب أن تبقى الثلاجات التجارية أقل من 40 درجة فهرنهايت ، ولكن بها مساحة كبيرة للمناورة أعلى من درجة التجمد ببضع درجات لتلعب بها. قبل الساعة 4 مساءً بالتوقيت المحلي ، عندما يكون الطلب الإجمالي من الشبكة المحلية هو الأعلى والأكثر تكلفة ، يوجه برنامج Maplewell ثلاجات المتجر للتبريد إلى الحد الأدنى من الحد الأدنى ، وبالتالي يمكن للمخزن تجنب شراء الطاقة للتبريد خلال فترة الذروة.

“بالنسبة للبطاريات ، فإن جعل الحمام أكبر أمر مكلف للغاية.” – مايكل سيمبسون ، تشيز كيك إنيرجي

يعتقد ماثيو إيرفين ، الرئيس التنفيذي لشركة Maplewell ، أن برنامج التحسين مثل هذا يمكن أن يساعد في المخاوف من نفاد قدرة الشبكة في محاولة لدعم الانتقال الكامل من الوقود الأحفوري إلى الكهرباء.

يقول إيرفين: “إن الحصول على شبكة خالية من الكربون بنسبة 100 في المائة ليس سوى مشكلة تحسين”.

الشركات والباحثون الذين يعملون على تخزين الطاقة الحرارية متفائلون بشأن تقنيتهم. إذا نجحت ، يمكن أن تساعد أجهزة التخزين الحراري المستهلكين على حماية المستهلك من التقلبات في إمدادات الطاقة المتجددة ومنع زيادة التحميل على الشبكة خلال فترات ارتفاع الطلب ، كل ذلك أثناء استخدام مواد صديقة للبيئة وبسيطة ورخيصة.

لكن الفضاء لا يزال يافعا. تم تأسيس كل من Cheesecake Energy و Kyoto Group في 2016 ، Maplewell Energy في 2019 ، وحتى مجموعة ORML’s Thermal Energy Storage Group تم تشكيلها فقط في ديسمبر 2022. لا تزال الشركات تكافح مع الوعي العام المحدود بالتكنولوجيا ، ويستغرق الأمر وقتًا للارتقاء من بناء أنظمة تجريبية لتصنيع منتجات التخزين الحراري على نطاق واسع. قال تيم دي هاس ، المدير التجاري لمجموعة كيوتو ، إن الصناعة تواجه أيضًا تحديات تنظيمية وسياسية.

ولكن هناك أيضًا طلب متزايد على حلول تخزين الطاقة الفعالة. قال سيمبسون من Cheesecake ، إن العملاء المستهدفين للشركة يشملون أولئك الذين يرغبون في بناء مكاتب أو مصانع جديدة ولكن لا يمكنهم ذلك لأن الشبكة المحلية بها طاقتها الاستيعابية.

يقول سيمبسون: “لدينا مشكلات حقيقية في المملكة المتحدة ، حيث يرغب المطورون في بناء مجمعات سكنية أو مشاريع تجارية جديدة ، ويقال لهم بشكل أساسي ،” يمكنك الحصول على القوة الكافية لذلك في عام 2030 “. “الشبكة لا تتحرك بالسرعة الكافية بالنسبة لهم.”

من مقالات موقعك

مقالات ذات صلة حول الويب

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى

reviews biolyfe keto gummieskelly clarkson keto weight loss secret before and after photos 2024does keto slim pills help lose weighthow did kelly clarkson lose weight so quickly weight loss diet 2024did oprah lose weight with keto pillskelly clarkson weight loss diet decoding her health and fitness regimen 2024can keto pills help lose weightnew keto acv gummies reviews alert 2024 does keto acv gummies work be carefulcan you just take keto pills to lose weightkelly clarkson diet 2024 weight loss secrets keto gummies reviewcan you lose weight just by taking keto pillskelly clarkson weight loss update before and after photos 2024 transformation on today showcan you lose weight just taking keto pillsketo gummies in 2024 side effects and ingredients keto gummies reviewcan you lose weight with keto pillsketo gummies 2024 warning keto gummies shark tank show reviews walmartdo keto pills help you lose weightshark tank keto gummies update 2024 keto gummies review keto acv gummies reviewsdo keto pills make you lose weight2024 keto gummies beware keto gummies shark tank new keto gummies reviewdo keto pills really help you lose weightproton keto acv gummies reviews my honest opinion updated they won t tell you before getting itdo keto pills work to lose weightproton keto acv gummies walmart weight loss scam oprah never endorsed proton keto acv gummiesdoes keto pills help lose weightx10 boost keto acv gummies scam reviews no celebrities ever endorsed keto weight loss gummiesdoes keto pills work to lose weightketo gummies shark tank be careful acv keto gummies shark tank shark tank keto acvhow do keto pills help you lose weightshark tank s keto acv gummies alert shark tank acv shark tank keto acv gummies ingredientshow do keto pills work to lose weightketo acv gummies alert keto acv gummies reviews acv keto gummies do keto acv gummieshow fast do you lose weight on keto pillsketosis acv gummies reviews be careful does ketosis acv gummies work ketosis acv keto gummieshow to lose weight with keto pillsdr oz recommendation keto gummies for kelly clarkson weight losswhat are the best keto pills to lose weightunveiling kelly clarkson keto gummies weight loss secret galorewhat is the best keto pill to lose weightkelly clarkson weight loss scam alert keto acv gummies for weight loss and shark tank reviewswill keto pills help me lose weightkelly clarkson weight loss gummies dr oz investigates side effect resolutionscan keto pills help you lose weightketo acv gummies reviews scam watch this keto gummies acv keto gummies to lose weight workcan you lose weight on keto pillshow did kelly clarkson lose weightcan you lose weight taking keto pillskelly clarkson weight loss secret diet kelly clarkson lose weight kelly clarkson weight loss 2024did oprah really lose weight with keto pillskelly clarkson secret sauce for accelerated keto weight loss what did kelly clarkson do to lose weightdo keto bhb pills help you lose weightkelly clarkson journey to lose weight naturallydo keto pills help lose weightketo acv gummies reviews scam or not watch this keto gummies acv keto gummies to lose weight workhow does keto pills make you lose weightthe truth about acv keto gummies do they really help you lose weighthow fast can you lose weight on keto pillswhat did kelly clarkson use for weight loss how did kelly clarkson lose so much weighthow to lose weight on keto pillskelly clarkson weight loss story dr oz analysis on ozempichow to use keto pills to lose weightdr oz on ozempic evaluating kelly clarkson weight losswhat is the best keto diet pill to lose weightdr oz and kelly clarkson discussing weight loss with ozempic and keto gummiescan u lose weight by keto pro pills alonehow kelly clarkson lost weight weight loss journeydid adele take keto pills to lose weightkelly clarkson weight loss regimen unveiled by dr oz the magic of ozempic and keto gummiesdid adele use keto pills to lose weightkelly clarkson and ozempic dr oz perspective on losing weightdid kelly clarkson lose weight on keto pillsdr oz rapid weight loss plan warning dr oz weight loss dr oz weight loss pillsdo amazon keto pills really help you lose weightkelly clarkson keto pills experience acv s role in weight loss successdo purefit keto pills make you lose weight too quicklykelly clarkson weight loss boost power of acv and keto pillsdoes keto pills help u lose weightketo gummies acv two pillars of kelly clarkson weight lossdoes keto pills help you lose weightkelly clarkson keto pill revelation acv s role in her weight lossdoes keto pills make you lose weightkelly clarkson keto pills and gummies sweet path to weight loss successhow does keto pills help you lose weightunlocking weight loss secrets kelly clarkson acv and keto pill experiencehow long to lose weight on keto pillsdr oz weight loss pills kelly clarkson keto gummies review and before and afterhow to lose weight fast keto pillsketo gummies for weight loss shark tank simpli acv ketowhat keto pill did adele take to lose weightshark tank keto acv gummies scam reviews and customer support real and honestwhat keto pill did melissa mccarthy use to lose weightshark tank keto gummies alert keto gummies reviews kelly clarkson keto gummieswhich keto pill did al roker take to lose weightshark tank keto gummies to quit smoking and cure copd deepfake scam ads are everywhere on facebookwill keto pills alone help me lose weightketo acv gummies shocking truth keto gummies shark tank keto acv gummies keto crave reviewswill the keto advanced pills help me lose weightdr oz diet kelly clarkson approach to weight losswill the keto advanced science pills help me lose weightthe real truth about kelly clarkson s extreme weight loss dietketo pills to lose weightkelly clarkson diet dr oz s prescription for weight lossbest keto pill to lose weight fastkelly clarkson ozempic diet what dr oz says about her weight lossbest keto pills to lose weightkelly clarkson weight loss ozempic diet dr oz weighs in on her weight lossketo lose weight pillsexploring kelly clarkson weight loss diet dr oz discusses ozempic or keto gummiesketo pills help you lose weightkelly clarkson weight loss secret diet exclusive before and after photosketo pills how long to lose weighttransform your health with 3 pack slimx keto acv gummiesketo pills lose weightslim labs acv keto gummies be careful does slim labs acv keto gummies work watch this reviewketones pills to lose weightweight loss with apple cider vinegar slimsculpt keto acv gummies reviewlose weight fast keto pillsketo acv gummies keto acv gummies the legit keto acv pure slim keto acv gummieslose weight with keto pillsignite keto gummies reviews does ignite keto gummies work ignite keto gummiesbest keto pill to lose weightbiopure keto gummies reviews does biopure keto gummies work biopure acv keto gummiesbest keto pills to lose weight fastessential keto gummies reviews weight loss be careful does essential keto gummies workbestketo pills to lose weighthale and hearty keto gummies reviews new alert does hale and hearty keto gummies workfastest ways to lose weight with keto pillssummer keto acv gummies reviews new alert does summer keto acv gummies work be carefulketo buzz pills how fast can i lose weightkelly clarkson weight loss scam features keto gummies with fake reviews here s how it worksketo pill to help you lose weightketo gummies reviews alert keto gummies for weight loss peoples ketoketo pill to lose weightnew keto acv gummies beware acv keto gummies acv gummies review acv gummies reviewsketo pills that help lose weight in a monthdr oz keto gummies kelly clarkson strategies for losing weight effectivelyketosis pills or drinks to lose weightkelly clarkson keto gummies dr oz negative reviews bad complaints side effectslose weight keto pillsessential keto gummies review warning essential keto gummies side effectspills to lose weight ketonessuccess strategies kelly clarkson roadmap to effective weight loss in 2024the best keto pills to lose weightkelly clarkson weight loss keto gummies dr oz overview of side effect resolutionsto lose weight pills keto pluskelly clarkson weight loss gummies dr oz analyzes side effects and solutionslose weight pills ketodr oz verdict on kelly clarkson weight loss gummies side effect solutions exploredhow to lose weight fast slimming pillskelly clarkson keto gummies dr oz verdict on their effectiveness for weight lossslim pills to lose weightbest keto gummies for effective weight loss 2023 keto dietbest slimming pills to lose weight fastkelly clarksons 2023 keto gummies weight loss truthlose weight fast slimming pillsketo gummies shark tank 2024 best keto gummies from shark tank showslimming pills lose weightketo acv gummies reviews scam watch this keto gummies what s the best keto acv gummiesslimming pills lose weight fastketo gummies review beware keto bhb gummies reviews keto apple cider vinegarslimming pills to lose weight fastweight loss exposing apple cider gummies kelly clarkson s truthslimquick pure lose weight pillsgood keto gummies reviews scam exposed or legit goodketo acv bhb gummy formulabuy lose weight pills slimmingketo gummy kelly clarkson fun and effective keto weight lossdo water pills help you lose weightgood keto acv gummies good keto gummies us reviews official 100 safe does it really work or notwhat is the best lose weight pill