×

منوی بالا

منوی اصلی

دسترسی سریع

اخبار سایت

اخبار ویژه

امروز : یکشنبه, ۶ آذر , ۱۴۰۱  .::.  اخبار منتشر شده : 2 خبر

خواندن این مطلب ۵ دقیقه زمان میبرد

Print Friendly, PDF & Email

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : اکنون بیش از هر زمان دیگری ایده ­های درخشان و جالبی برای جلوگیری از ادامه گرمایش محیط زیست و محافظت از زمین مطرح می شود. امروزه انرژی مورد نیاز بشر مهمترین مسئله ­ای است که باید به چالش کشیده شود. در حالی که هر روزه مصرف انرژی در جوامع مختلف افزایش می­یابد، وضعیت محیط زیست و گرمایش زمین نیز هر روز وخیم ­تر از روز قبل می­شود. بنابراین حذف منابع سوخت فسیلی که از عوامل مهم این شرایط هستند از منبع تامین انرژی جهانی، اهمیت بسیار دارد. منابع انرژی جایگزین باید بتوانند نیاز روزافزون جهانی را به صورت پایدار و کاملا بدون ضرر به محیط زیست پاسخ دهند.

انرژی های خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، دریایی، زیست توده و هیدروژن منابع جایگزین سوخت­های فسیلی هستند که مورد توجه همگان قرار گرفته­ اند. در مسیر جایگزینی کامل این انرژی ها با سوخت­های فسیلی چالش­های زیادی وجود دارد. یکی از چالش­ها، پایدار نبودن این منابع است. مثلا نور خورشید تنها در ساعاتی از شبانه روز وجود دارد و در تمام مدت روز تابش آن یکنواخت نیست. وزش باد نیز در ساعات شبانه روز یکنواخت نیست. بنابراین باید راهی جست تا بتوان مازاد تولید آنها را ذخیره کرده و در مواقع اوج مصرف و یا نبود منبع تامین انرژی، بتوان به صورت پایدار از آن استفاده کرد. در این مقاله به بررسی سه مورد از جدیدترین ایده ­های مطرح شده می­پردازیم.

 

ذخیره سازی انرژی به صورت گرما در ماسه

اولین ایده مربوط به یک استارتاپ فنلاندی است که توانسته اولین پروژه تجاری خود را در نیروگاهی در کان ­کان ­په در غرب فنلاند پیاده کند. به گفته موسس این استارتاپ که Polar Night Energy نام دارد این روش ذخیره سازی انرژی بادی و خورشیدی می­تواند به فنلاندی­ها کمک کند تا از زمستان­های سرد که پس از تحریم انرژی روسیه نیز شدیدتر شده­ است، عبور کنند. اگر چه این ایده سال­ها است که مطرح شده و تعداد بسیاری در حال تحقیق بر روی پتانسیل ماسه به عنوان ذخیره انرژی سبز هستند اما این استارتاپ اولین شرکتی است که توانسته است آن را با موفقیت در یک نیروگاه تجاری پیاده سازی کند.

فناوری آنها در ذخیره سازی گرما به این صورت است. برق مازاد حاصل از خورشید و یا باد به یک مخزن بزرگ از جنس استیل که پر از ماسه شده، متصل می­شود. ماسه­ ها در اثر فرآیندی به نام گرمایش مقاومتی گرم یا شارژ می­شوند. در گرمایش مقاومتی، گرما از اصطکاک ایجاد شده در اثر گذر جریان الکتریکی از هر ماده غیر ابررسانا تولید می­شود. سپس هوای گرم از طریق یک مبدل حرارتی در مخزن به گردش در می ­آید. با عایق­ بندی جداره­های مخزن می­توان این گرما را که ممکن است تا ۱۰۰۰ درجه سانتی­گراد برسد، از چندین ساعت تا چندین ماه ذخیره کرد و منبع ذخیره ­ی گرمای باارزشی در زمستان­ها فراهم کرد. هر زمان که نیاز باشد، باتری هوای داغ را تخلیه کرده و آب سیستم گرمایش را گرم می­کند. البته انرژی گرمایی را می­توان دوباره به برق تبدیل کرد اما باعث تلفات زیاد انرژی می­شود. این باتری می­تواند تا توان ۱۰۰ مگاوات و ظرفیت ۲۰ گیگاوات ساعت انرژی ذخیره کند. راندمان آن بیش از %۹۵ بوده و تا ده­ها سال می­تواند در چرخه انرژی استفاده شود. کمترین میزان انتشار کربن را داشته و مواد مصرفی در آن غیرسمی و بی ­ضرر است.

همانطور که اشاره شد مواد اصلی ذخیره سازی ماسه است. براساس یک مطالعه ­ی هلندی که در اوایل سال ۲۰۲۲ منتشر شده است، تقاضا برای مصالح ساختمانی در ۴۰ سال آینده، ۴۵درصد افزایش خواهد یافت. بنابراین ممکن است در ابتدا به نظر برسد که ممکن است با صنعت ساختمان رقابتی ایجاد شود. شن­ های ساختمانی معمولا از رودخانه ­ها و دریاچه ­ها به دست می­ آید. اما خوشبختانه شن مورد استفاده برای باتری­ها در صورت داشتن چگالی کافی و خواص ترمودینامیکی مناسب، می­تواند از هر نوع باشد. هدف از استفاده از این روش ذخیره گرما، کمک به رشد صنعت بادی و خورشیدی است.

ذخیره انرژی در خاک

این ایده نیز یکی از چندین ایده­ ی جالب حمایت شده از طرف دولت بریتانیا تحت عنوان “ایده های پرخطر اما با تاثیر بالقوه ­ی تحول ­آفرین” است. محققان دانشگاه کاردیف انگلستان سعی دارند از یک منبع طبیعی فراوان برای کمک به حل مشکل ذخیره­ ی انرژی تجدیدپذیر استفاده کنند. سرپرست این گروه تحقیق دکتر میشل هاربوتل، این ایده را ابتدا از مطالعه درباره­ ی باتری­ های بتنی که در آنها یک فرآیند شیمیایی اتفاق می­افتد، می ­گیرد.

روش پیاده سازی این ایده این گونه است که الکتریسیته از پنل ­های خورشیدی به الکترودهای مدفون در خاک منتقل می­گردد. در خاک میکروارگانیسم ­هایی وجود دارند که با دریافت الکتریسیته فرآیندی به نام الکتروسنتز میکروبی (Microbial Electrosynthesis) انجام می­دهند. آنها با دریافت الکتریسیته، دی اکسید موجود در هوا را می­گیرند و به ماده مولکولی پیچیده ­تری به نام استات (همان ماده موجود در سرکه) تبدیل می­کنند. در حقیقت انرژی خورشید در پیوندهای کووالانسی ماده ­ی استات ذخیره می­شود. هرگاه انرژی داده شده به زمین نیاز باشد، مدار دیگری به عنوان پیل سوختی میکروبی، فعال شده و انواع دیگری از باکتری­ها را برای شکستن استات تحریک می­کند. این میکروارگانیسم­ ها الکترون­هایی آزاد می­کنند که در مدار ذکر شده جریان یافته و الکتریسیته را در صورت نیاز فراهم می­کنند. از آنجا که اجزای خاک بسیار متنوع است پژوهشگران به دنبال شناسایی بهترین نوع این میکروارگانیسم ­ها برای این کار هستند.

 

 

به رغم اینکه در این روش موادی تولید می­شوند که به طور طبیعی در مقادیر کمتر در خاک وجود دارند، اما پژوهشگران عقیده دارند باید مطالعات کاملی درباره اثر افزایش مقدار استات در مقادیر بالا بر محیط زیست صورت گیرد. در دید طولانی مدت، این سیستم می­تواند در مزارع خورشیدی به کارگرفته شود. اما در حال حاضر به دلیل پایین بودن ولتاژ تولیدی، تنها می­توان از این سیستم در مناطق با مصرف انرژی کم بهره برد.

باتری آبی یا pumped storage power plant

ایده دیگر استفاده از باتری آبی یا pumped storage power plant است. باتری آبی نوعی از ذخیره ­ی انرژی برق ­آبی است. این باتری و یا همان سیستم ذخیره انرژی از دو استخر بزرگ آب که در ارتفاع ­های مختلفی قرار دارند تشکیل شده ­است. این باتری می­تواند انرژی الکتریکی مازاد را از طریق پمپاژ آب از استخر پایین­تر به استخر بالاتر ذخیره کند. هر زمان که نیاز به برق باشد جهت آب برعکس می­شود. آب به سمت پایین حرکت کرده و پره ­های توربین­ ها را به حرکت درمی ­آورد.

اخیرا در کشور سوئیس یک نیروگاه از این مدل توسط شرکت Nant de Drance ساخته شده است. این نیروگاه که ساخت آن ۱۴ سال به طول انجامیده است، با داشتن ۶ توربین پمپ، توان کلی خروجی برابر با ۹۰۰ مگاوات دارد که معادل با انرژی کافی برای تامین ۹۰۰۰۰۰ خانه است. با توانایی ذخیره­ ی انرژی به ظرفیت ۲۰ میلیون کیلووات ­ساعت امید است که این باتری آبی بتواند نقش مهمی در تثبیت شبکه­ های انرژی سوئیس و اروپا ایفا کند.

از مزیت­ های این روش­ های اشاره شده عدم نیاز به مواد شیمیایی با منابع محدود و خطرناک مانند لیتیوم است. استخراج لیتیوم به ناچار به خاک آسیب می­رساند. باعث آلودگی هوا شده و در مناطق استخراج آن باعث عدم دسترسی به آب سالم می­شود. گاهی برخی از لیتیوم به عنوان نفت آینده نام می­برند.

 

 

ترجمه و ویرایش : زهرا تارخ

source : https://www.euronews.com/green/2022/07/06/sand-batteries-could-be-key-breakthrough-in-storing-solar-and-wind-energy-year-round

 https://www.euronews.com/green/2022/09/30/soil-batteries-solar-power-could-one-day-be-stored-in-the-ground-beneath-our-feet

 

0

  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.