كيف تخزن الطاقة الشمسية لمدة 18 عاما؟
May 06, 2022
ابتكرت جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في جوتنبرج بالسويد خلية شمسية يمكنها تخزين الطاقة الشمسية لمدة 18 عامًا. لم يتم الإعلان عن تفاصيل المشروع بعد ، ولكن من المعروف أنه يتم بنجاح تخزين وإطلاق الطاقة الشمسية الناتجة عن المولدات الكهروحرارية.
يعتقد العلماء أن هذه "طريقة جديدة تمامًا لتوليد الطاقة الشمسية." هذا يعني أن الطاقة الشمسية يمكن أن تولد الكهرباء سواء كانت مشمسة أو ممطرة أو ثلجية. بالإضافة إلى ذلك ، هذا يعني أن تكنولوجيا تخزين الطاقة الشمسية قد ارتفعت إلى مستوى جديد ، لأن الطاقة الشمسية يمكن نقلها في أي مكان وفي نفس الوقت دون المساس بجودتها وطاقتها.
لطالما كانت تقنية التخزين الحراري محور اهتمام تقنيي الطاقة الشمسية لعقود من الزمن ، لأن الطاقة الشمسية تتطلب سعة تخزين طويلة الأجل. يتطلب تخزين البطاريات التقليدي تحويل الطاقة من الطاقة الشمسية. باستخدام تقنية تخزين الحرارة ، يمكن للحاوية المسخنة أن تحتوي على المواد المنصهرة (مثل الماء أو الملح المصهور).
في العقد القادم أو أكثر ، من المتوقع أن يصل تطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا إلى آفاق جديدة.
كيف تخزن الطاقة الشمسية؟
يمكن تقسيم تخزين الطاقة الشمسية إلى ثلاث فئات ، وهي تخزين الطاقة الحرارية وتخزين طاقة البطارية وتخزين الطاقة الميكانيكية.
ما هو تخزين الطاقة الحرارية؟
يستخدم تخزين الطاقة الحرارية وسائط مختلفة ، مثل الماء أو الملح المصهور ، لامتصاص الحرارة والاحتفاظ بها من الطاقة الشمسية. يتم تخزين وسيط نقل الحرارة هذا في حاوية معزولة. عندما تكون هناك حاجة للطاقة ، يمكن الحصول عليها بغلي الماء.
ما هو تخزين طاقة البطارية؟
يمكن أيضًا تخزين الطاقة الشمسية في الخلايا الكهروكيميائية. عند ضخ الطاقة الشمسية في البطارية ، تحدث تفاعلات كيميائية بين مكونات البطارية التي تخزن الطاقة. عندما تكون هناك حاجة للطاقة ، يتم عكس هذا التفاعل الكيميائي ، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة. تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون بشكل شائع لتخزين الطاقة الشمسية ، وتتطور تقنيات البطاريات الجديدة بسرعة ، ومن المتوقع أن يتم تطوير حلول تخزين بطاريات أرخص وأكثر قابلية للتطوير في المستقبل. تشير البيانات إلى أنه بحلول عام 2050 ، من المتوقع أن يصل تخزين الطاقة في الولايات المتحدة إلى ما يقرب من 7.5 مليون كيلوواط سنويًا (ستة أضعاف ما كان عليه في عام 2020) ، بقيمة سوقية تبلغ 7.3 مليار دولار.
ما هو التخزين الميكانيكي؟
تستخدم تقنية التخزين الميكانيكي الطاقة الكامنة للأشياء لتوليد الكهرباء. يمكن للتخزين الميكانيكي تحويل الطاقة الكهربائية الزائدة إلى طاقة ميكانيكية ، ثم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عند الحاجة إلى طاقة كهربائية. هناك ثلاثة أنظمة رئيسية لتخزين الطاقة الميكانيكية:
تخزين دولاب الموازنة
تستخدم طريقة التخزين هذه الطاقة الزائدة لدفع دولاب الموازنة للدوران ، وتستخدم دولاب الموازنة لتوليد الكهرباء ، وتوفر الطاقة بسرعة خلال فترات ذروة استهلاك الكهرباء.
تخزين ضخ الطاقة الكهرومائية
التخزين المائي الذي يتم ضخه هو استخدام ضخ المياه لضخ المياه صعودًا إلى خزان يقع فوق مولد التوربينات. يمكن أن تتدفق المياه عبر التوربينات لتوليد الكهرباء في أوقات ارتفاع الطلب على الكهرباء.
تخزين الهواء المضغوط
يمكن لتكنولوجيا تخزين الهواء المضغوط ضخ الهواء المضغوط في حاويات كبيرة ، مثل صهاريج تخزين الغاز أو التكوينات الصخرية تحت الأرض. خلال ذروة استهلاك الكهرباء ، يمكن إطلاق الهواء لتوليد الكهرباء.
أفضل طريقة لتخزين الطاقة الشمسية
حاليًا ، لا توجد طريقة مثالية لتخزين الطاقة الشمسية. يعتمد اختيار طريقة تخزين الطاقة الشمسية على الطلب والموارد المتاحة.
تخزين الطاقة الشمسية التجارية
تمتلك المرافق والشركات الكهربائية ميزانيات أكثر من الأفراد والأسر ، لذا يمكنهم الاختيار بين التخزين الميكانيكي وتخزين الطاقة الحرارية. على الرغم من أن طرق التخزين هذه باهظة الثمن ، إلا أنها تسمح لشركات الطاقة بتوفير طاقة كافية أثناء ذروة الطلب.
