Esta tecnoloxía de almacenamento de enerxía gañou o premio á mellor innovación da UE 2022, 40 veces máis barata que a batería de iones de litio

O almacenamento de enerxía térmica empregando o silicio e o ferrosilicio como medio pode almacenar enerxía a un custo de menos de 4 euros por quilovatio-hora, o que é 100 veces

máis barato que a batería fixa de iones de litio actual.Despois de engadir o recipiente e a capa de illamento, o custo total pode ser duns 10 euros por quilovatio-hora,

que é moito máis barato que a batería de litio de 400 euros o quilovatio-hora.

Desenvolver enerxías renovables, construír novos sistemas de enerxía e apoiar o almacenamento de enerxía son unha barreira que hai que superar.

A natureza nova da electricidade e a volatilidade da xeración de enerxía renovable, como a enerxía fotovoltaica e a eólica, fan que a oferta e a demanda

de electricidade ás veces non coinciden.Na actualidade, esta regulación pódese axustar mediante a xeración de enerxía de carbón e gas natural ou a enerxía hidroeléctrica para acadar a estabilidade

e flexibilidade de potencia.Pero no futuro, coa retirada da enerxía fósil e o aumento das enerxías renovables, o almacenamento de enerxía barato e eficiente.

a configuración é a clave.

A tecnoloxía de almacenamento de enerxía divídese principalmente en almacenamento de enerxía física, almacenamento de enerxía electroquímica, almacenamento de enerxía térmica e almacenamento de enerxía química.

Tales como o almacenamento de enerxía mecánica e o almacenamento por bombeo pertencen á tecnoloxía de almacenamento de enerxía física.Este método de almacenamento de enerxía ten un prezo relativamente baixo e

alta eficiencia de conversión, pero o proxecto é relativamente grande, limitado pola localización xeográfica e o período de construción tamén é moi longo.É difícil

adaptarse á demanda máxima de afeitado da enerxía renovable só mediante o almacenamento por bombeo.

Na actualidade, o almacenamento de enerxía electroquímica é popular e tamén é a nova tecnoloxía de almacenamento de enerxía de máis rápido crecemento no mundo.Enerxía electroquímica

o almacenamento baséase principalmente en baterías de iones de litio.A finais de 2021, a capacidade instalada acumulada do novo almacenamento de enerxía no mundo superou os 25 millóns

quilovatios, dos cales a cota de mercado das baterías de ión-litio alcanzou o 90%.Isto débese ao desenvolvemento a gran escala dos vehículos eléctricos, que proporciona a

escenario de aplicación comercial a gran escala para o almacenamento de enerxía electroquímica baseado en baterías de iones de litio.

Non obstante, a tecnoloxía de almacenamento de enerxía da batería de iones de litio, como unha especie de batería de automóbil, non é un gran problema, pero haberá moitos problemas cando se trate de

apoiando o almacenamento de enerxía a longo prazo a nivel da rede.Un deles é o problema da seguridade e do custo.Se as baterías de iones de litio se apilan a gran escala, o custo multiplicarase,

e a seguridade causada pola acumulación de calor é tamén un enorme perigo oculto.O outro é que os recursos de litio son moi limitados, e os vehículos eléctricos non son suficientes,

e non se pode cubrir a necesidade de almacenamento de enerxía a longo prazo.

Como resolver estes problemas realistas e urxentes?Agora moitos científicos centráronse na tecnoloxía de almacenamento de enerxía térmica.Realizáronse avances

tecnoloxías e investigación relevantes.

En novembro de 2022, a Comisión Europea anunciou o proxecto galardonado do "EU 2022 Innovation Radar Award", no que o "AMADEUS"

O proxecto de batería desenvolvido polo equipo do Instituto Tecnolóxico de Madrid en España gañou o Premio á Mellor Innovación da UE en 2022.

"Amadeus" é un modelo de batería revolucionario.Este proxecto, que pretende almacenar unha gran cantidade de enerxía procedente de enerxías renovables, foi seleccionado pola europea

Comisión como un dos mellores inventos en 2022.

Este tipo de batería deseñada polo equipo científico español almacena o exceso de enerxía que se xera cando a enerxía solar ou eólica é elevada en forma de enerxía térmica.

Esta calor úsase para quentar un material (neste proxecto estúdase a aliaxe de silicio) a máis de 1000 graos centígrados.O sistema contén un recipiente especial co

placa fotovoltaica térmica cara a dentro, que pode liberar parte da enerxía almacenada cando a demanda de enerxía é alta.

Os investigadores utilizaron unha analoxía para explicar o proceso: "É como poñer o sol nunha caixa".O seu plan pode revolucionar o almacenamento de enerxía.Ten un gran potencial para

acadar este obxectivo e converteuse nun factor clave para afrontar o cambio climático, o que fai que o proxecto “Amadeus” destaque entre os máis de 300 proxectos presentados.

e gañou o premio á Mellor Innovación da UE.

O organizador do Premio Radar de Innovación da UE explicou: “O punto valioso é que ofrece un sistema barato que pode almacenar unha gran cantidade de enerxía para un

Moito tempo.Ten alta densidade enerxética, alta eficiencia xeral e utiliza materiais suficientes e de baixo custo.É un sistema modular, moi utilizado, e pode proporcionar

calor e electricidade limpas baixo demanda”.

Entón, como funciona esta tecnoloxía?Cales son os escenarios de aplicación futuros e perspectivas de comercialización?

En palabras sinxelas, este sistema utiliza o exceso de enerxía xerada polas enerxías renovables intermitentes (como a enerxía solar ou a enerxía eólica) para fundir metais baratos,

como silicio ou ferrosilicio, e a temperatura é superior a 1000 ℃.A aliaxe de silicio pode almacenar unha gran cantidade de enerxía no seu proceso de fusión.

Este tipo de enerxía chámase "calor latente".Por exemplo, un litro de silicio (uns 2,5 kg) almacena máis de 1 quilovatio-hora (1 quilovatio-hora) de enerxía en forma

de calor latente, que é exactamente a enerxía contida nun litro de hidróxeno a 500 bar de presión.Non obstante, a diferenza do hidróxeno, o silicio pódese almacenar baixo a atmósfera

presión, o que fai que o sistema sexa máis barato e seguro.

A clave do sistema é como converter a calor almacenada en enerxía eléctrica.Cando o silicio se funde a unha temperatura superior a 1000 º C, brilla coma o sol.

Polo tanto, as células fotovoltaicas pódense utilizar para converter a calor radiante en enerxía eléctrica.

O chamado xerador fotovoltaico térmico é como un dispositivo fotovoltaico en miniatura, que pode xerar 100 veces máis enerxía que as centrais solares tradicionais.

Noutras palabras, se un metro cadrado de paneis solares produce 200 watts, un metro cadrado de paneis fotovoltaicos térmicos producirá 20 kilovatios.E non só

a potencia, pero tamén a eficiencia de conversión é maior.A eficiencia das células fotovoltaicas térmicas está entre o 30% e o 40%, que depende da temperatura.

da fonte de calor.Pola contra, a eficiencia das placas solares fotovoltaicas comerciais sitúase entre o 15% e o 20%.

O uso de xeradores térmicos fotovoltaicos en lugar dos motores térmicos tradicionais evita o uso de pezas móbiles, fluídos e intercambiadores de calor complexos.Deste xeito,

todo o sistema pode ser económico, compacto e silencioso.

Segundo a investigación, as células fotovoltaicas térmicas latentes poden almacenar unha gran cantidade de enerxía renovable residual.

Alejandro Data, investigador que dirixiu o proxecto, dixo: “Unha gran parte desta electricidade xerarase cando haxa excedentes na xeración eólica e eólica.

polo que se venderá a un prezo moi baixo no mercado eléctrico.É moi importante almacenar estes excedentes de electricidade nun sistema moi barato.É moi significativo para

almacena a electricidade excedente en forma de calor, porque é unha das formas máis baratas de almacenar enerxía”.

2. É 40 veces máis barato que a batería de ión-litio

En particular, o silicio e o ferrosilicio poden almacenar enerxía a un custo de menos de 4 euros por quilovatio-hora, o que é 100 veces máis barato que o actual fixo de iones de litio.

batería.Despois de engadir o recipiente e a capa de illamento, o custo total será maior.Non obstante, segundo o estudo, se o sistema é o suficientemente grande, normalmente máis

de 10 megavatios hora, probablemente chegará ao custo duns 10 euros por quilovatio hora, porque o custo do illamento térmico será unha pequena parte do total

custo do sistema.Non obstante, o custo da batería de litio é duns 400 euros por quilovatio-hora.

Un problema ao que se enfronta este sistema é que só unha pequena parte da calor almacenada se converte de novo en electricidade.Cal é a eficiencia de conversión neste proceso?Como

usar a enerxía térmica restante é o problema clave.

Non obstante, os investigadores do equipo cren que non son problemas.Se o sistema é o suficientemente barato, só hai que recuperar o 30-40% da enerxía en forma de

electricidade, o que os fará superiores a outras tecnoloxías máis caras, como as baterías de ión-litio.

Ademais, o 60-70% restante da calor non convertida en electricidade pódese transferir directamente a edificios, fábricas ou cidades para reducir o carbón e o carbón natural.

consumo de gas.

A calor supón máis do 50% da demanda mundial de enerxía e o 40% das emisións mundiais de dióxido de carbono.Deste xeito, almacenando enerxía eólica ou fotovoltaica en estado latente

As células fotovoltaicas térmicas non só poden aforrar moitos custos, senón que tamén poden satisfacer a enorme demanda de calor do mercado mediante recursos renovables.

3. Retos e perspectivas de futuro

A nova tecnoloxía térmica de almacenamento térmico fotovoltaico deseñada polo equipo da Universidade Tecnolóxica de Madrid, que utiliza materiais de aliaxe de silicio, ten

vantaxes no custo do material, temperatura de almacenamento térmico e tempo de almacenamento de enerxía.O silicio é o segundo elemento máis abundante na codia terrestre.O custo

por tonelada de area de sílice é só 30-50 dólares, que é 1/10 do material de sal fundida.Ademais, a diferenza de temperatura de almacenamento térmico da area de sílice

partículas é moito maior que a do sal fundido, e a temperatura máxima de funcionamento pode alcanzar máis de 1000 ℃.Temperatura de funcionamento máis alta tamén

axuda a mellorar a eficiencia enerxética global do sistema de xeración de enerxía fototérmica.

O equipo de Datus non é o único que ve o potencial das células fotovoltaicas térmicas.Teñen dous poderosos rivais: o prestixioso Instituto de Massachusetts

Tecnoloxía e a start-up californiana Antola Energy.Este último céntrase na investigación e desenvolvemento de grandes baterías utilizadas na industria pesada (unha gran

consumidor de combustibles fósiles) e obtivo 50 millóns de dólares para completar a investigación en febreiro deste ano.Breakthrough Energy Fund de Bill Gates proporcionou algúns

fondos de investimento.

Investigadores do Instituto Tecnolóxico de Massachusetts dixeron que o seu modelo de células fotovoltaicas térmicas foi capaz de reutilizar o 40% da enerxía utilizada para quentar.

os materiais internos da batería prototipo.Explicaron: "Isto crea un camiño para a máxima eficiencia e redución de custos do almacenamento de enerxía térmica,

facendo posible a descarbonización da rede eléctrica”.

O proxecto do Instituto Tecnolóxico de Madrid non puido medir a porcentaxe de enerxía que pode recuperar, pero é superior ao modelo americano

nun aspecto.Alejandro Data, o investigador que dirixiu o proxecto, explicou: “Para acadar esta eficiencia, o proxecto do MIT debe elevar a temperatura ata

2400 graos.A nosa batería funciona a 1200 graos.A esta temperatura, a eficiencia será menor que a deles, pero temos moito menos problemas de illamento térmico.

Despois de todo, é moi difícil almacenar materiais a 2400 graos sen causar perda de calor".

Por suposto, esta tecnoloxía aínda precisa de moito investimento antes de entrar no mercado.O prototipo de laboratorio actual ten menos de 1 kWh de almacenamento de enerxía

de capacidade, pero para rendibilizar esta tecnoloxía precisa de máis de 10 MWh de capacidade de almacenamento de enerxía.Polo tanto, o seguinte reto é ampliar a escala de

a tecnoloxía e probar a súa viabilidade a gran escala.Para conseguilo, investigadores do Instituto Tecnolóxico de Madrid estiveron creando equipos

para facelo posible.