Giải pháp lưu trữ mới để thúc đẩy tiềm năng năng lượng nhiệt mặt trời

Ưu điểm:

Ưu điểm là dựa trên một sự sáng tạo mới với lưu trữ nhiệt hóa, trong đó biến đổi hóa học được sử dụng trong các chu kỳ lặp đi lặp lại để giữ nhiệt, sử dụng nó để làm quay tuabin, và sau đó được tái đun nóng để tiếp tục chu kỳ. Phổ biến nhất này có thể được thực hiện trong khoảng thời gian 24 giờ, với các mức độ điện năng lượng mặt trời có sẵn tại bất kỳ thời gian trong ngày, sau khi ra bởi nhu cầu.
Các kết quả đã được công bố trong ChemSusChem, một tạp chí chuyên môn bao gồm hóa học bền vững. Công trình này được hỗ trợ bởi Sáng kiến ​​SunShot của Bộ Năng lượng Mỹ, và được thực hiện trong sự hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Đại học Florida.
Về mặt khái niệm, tất cả năng lượng được sản xuất có thể được lưu trữ vô thời hạn và sử dụng sau khi điện là cần thiết nhất. Ngoài ra, một số năng lượng có thể được sử dụng ngay lập tức và phần còn lại được lưu trữ để sử dụng sau. Lưu trữ của loại này sẽ giúp giải quyết một trong những yếu tố quan trọng hạn chế việc sử dụng rộng rãi hơn của năng lượng mặt trời - bằng cách loại bỏ sự cần thiết phải sử dụng điện ngay lập tức. Các nguồn năng lượng cơ bản là dựa vào sản xuất mà thay đổi rất nhiều, không chỉ đêm ngày, nhưng một số ngày, hoặc nhiều lần trong ngày, mà cường độ năng lượng mặt trời là nhiều hay ít mạnh mẽ. Nhiều hệ thống năng lượng thay thế bị hạn chế bởi sự thiếu tin cậy và dòng chảy năng lượng phù hợp.

Nhiệt điện năng lượng mặt trời đã được quan tâm đáng kể vì tiềm năng của nó để giảm chi phí. Ngược lại với các tế bào quang điện năng lượng mặt trời thông thường sản xuất điện trực tiếp từ ánh sáng mặt trời, năng lượng mặt trời thế hệ nhiệt năng lượng được phát triển như là một nhà máy điện lớn, trong đó mẫu gương phản ánh chính xác ánh sáng mặt trời vào một máy thu năng lượng mặt trời. Năng lượng đã được sử dụng để làm nóng chất lỏng lần lượt các ổ đĩa một tuabin sản xuất điện.
Như công nghệ hấp dẫn vì nó an toàn, lâu dài, thân thiện với môi trường và không tạo ra khí thải nhà kính. Chi phí, độ tin cậy và hiệu quả đã được các khó khăn chính.
"Với các hợp chất chúng tôi đang nghiên cứu, có tiềm năng lớn để giảm chi phí và tăng hiệu quả," Nick AuYeung, một trợ lý giáo sư kỹ thuật hóa học tại OSU College of Engineering, tương ứng với tác giả của nghiên cứu này, và một chuyên gia trong các ứng dụng mới lạ và nói sử dụng năng lượng bền vững.
"Trong các loại hệ thống, hiệu quả năng lượng liên quan chặt chẽ tới việc sử dụng nhiệt độ cao nhất có thể," AuYeung nói. "Các muối nóng chảy hiện nay đang được sử dụng để lưu trữ năng lượng nhiệt mặt trời chỉ có thể làm việc ở khoảng 600 độ C, và cũng yêu cầu các thùng chứa lớn và các chất ăn mòn. Các hợp chất chúng tôi đang nghiên cứu có thể được sử dụng với tốc độ lên đến 1.200 độ, và có thể được gấp đôi hiệu quả như hệ thống hiện có.
"Điều này có tiềm năng cho một bước đột phá thực sự trong lưu trữ năng lượng," ông nói.
Theo AuYeung, lưu trữ nhiệt hóa giống như một pin, trong đó liên kết hóa học được sử dụng để lưu trữ và giải phóng năng lượng - nhưng trong trường hợp này, việc chuyển dựa vào nhiệt, không điện.
Hệ thống bản lề trên phân hủy thuận nghịch stronti cacbonat thành oxit stronti và carbon dioxide, trong đó tiêu thụ năng lượng nhiệt. Trong thời gian xả, sự tái tổ hợp của oxit stronti và carbon dioxide nhả nhiệt lưu trữ. Những vật liệu dễ bắt cháy, sẵn có và an toàn với môi trường.
So với các phương pháp hiện tại, hệ thống mới có thể cho phép tăng gấp 10 lần mật độ năng lượng - đó là kích thước nhỏ hơn nhiều và sẽ rẻ hơn để xây dựng.
Các hệ thống được đề nghị sẽ làm việc ở nhiệt độ cao như vậy mà nó lần đầu tiên có thể được sử dụng để trực tiếp làm nóng không khí trong đó sẽ chạy tua bin sản xuất điện, và sau đó nhiệt dư có thể được sử dụng để làm cho hơi nước để chạy thêm một tua-bin.
Nhược điểm
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, một trong những mối quan tâm phát sinh khi khả năng lưu trữ năng lượng của quá trình giảm sau 45 sưởi ấm và làm mát các chu kỳ, do một số thay đổi trong các vật liệu cơ bản. Nghiên cứu sâu hơn sẽ được cần thiết để xác định cách thức để tái xử lý các tài liệu hoặc mở rộng đáng kể số lượng các chu kỳ mà có thể được thực hiện trước khi bất kỳ tái chế là cần thiết, AuYeung nói.
Cải tiến khác cũng có thể cần thiết để kiểm tra hệ thống ở thang vĩ mô và giải quyết các vấn đề như thay đổi nhiệt, ông cho biết, trước khi một nguyên mẫu có thể sẵn sàng để thử nghiệm tại phòng thí nghiệm quốc gia.

Nguồn: revolution-green.com