تخزين البطاريات الجديد باستخدام الطاقة الشمسية حلاً منخفض التكلفة للطاقة النظيفة في الاقتصادات الناشئة

تنبأ باحثو شيفيلد بتكاليف نوع من بطاريات التخزين الملائمة لدعم إزالة الكربون في الاقتصادات الناشئة.

يعد تخزين الطاقة أمرًا أساسيًا لإزالة الكربون من إمدادات الطاقة ، لأنه يعني أنه يمكن تخزين الطاقة الزائدة الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة (مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية) ثم استخدامها في وقت تقل فيه هبوب الرياح أو سطوع الشمس. البطاريات هي شكل مناسب لتخزين الطاقة حيث يمكن أن تكون أنظمة معيارية “توصيل وتشغيل” لا تتطلب الكثير من البنية التحتية.

توقع باحثون من مجموعة براون في قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية تكاليف نظام تخزين البطاريات يسمى بطاريات تدفق الرصاص القابلة للذوبان (SLFB) ، والتي تعد واعدة للاستخدام في الاقتصادات الناشئة نظرًا لمدى قوتها وعمرها المتوقع.

نظر الباحثون على وجه التحديد في نظام 24 فولت لمحور شحن بالطاقة الشمسية في سيراليون (طورته شركة شيفيلد موبايل باور) ، والذي يمكن أن يوفر طاقة نظيفة للمنازل والشركات وشحن المركبات الكهربائية. عنوان الورقة “توقع تكلفة بطارية تدفق الرصاص القابلة للذوبان 24 فولت والمُحسَّنة للتطبيقات الكهروضوئية” وتم نشرها في مجلة مصادر الطاقة.

أول تحليل من نوعه

استخدم الباحثون نموذجًا تقنيًا اقتصاديًا لتحديد وتحسين تكلفة/ أداء النظام – وهو أول تحليل من نوعه لـ SLFB. لقد قرروا أن مدة أربع ساعات – أي المدة التي يمكن للبطارية تفريغ الكهرباء المخزنة بها قبل الحاجة إلى إعادة الشحن – هي الأفضل ، وفي سيناريو متفائل، سيتم تحقيق التكلفة الإجمالية للمكونات التي تقل عن 50 جنيهًا إسترلينيًا/ كيلووات ساعة.

ويرجع ذلك إلى انخفاض تكلفة المواد الخام لمكونات مثل هذا النظام، وهو يمثل نصف تكلفة أكثر أنواع البطاريات شيوعًا حاليًا – تخزين بطاريات الليثيوم أيون، ومع ذلك، من المتوقع أيضًا أن تنخفض تكلفة تخزين بطاريات الليثيوم أيون مع نشر المزيد في جميع أنحاء العالم.

تتمثل أكبر المخاطر الفنية لتحقيق هذه التكلفة المنخفضة لـ SLFB في القدرة على إيداع الرصاص بشكل متكرر بسماكة كافية ، حيث تجعل الرواسب الرقيقة البطارية أكثر تكلفة وأقل كفاءة.

أول تحليل تكلفة

ومع ذلك ، لم يتم إجراء اختبار الرواسب من هذا السماكة عبر العديد من دورات البطارية (دورة هي البطارية ثم تفريغها) ، وبالتالي هناك فجوة مهمة في معرفة SLFB والتي يجب أن تعالجها الأبحاث المستقبلية.

قال المؤلف الرئيسي ديارميد روبرتس ، “عملنا هو أول تحليل تكلفة لـ SLFB كنظام معياري صغير الحجم، يسمح لنا هذا النهج باختبار كيفية ترجمة التغييرات في أداء مقياس المختبر إلى فوائد من حيث الكفاءة والتكلفة ، وبالتالي تحديد الأولويات بحث مستقبلي.

وأضاف “نحن نتقدم للحصول على تمويل إضافي مع زملائنا في جامعة ساوثهامبتون لتطوير نظام تجريبي، وقد تم تضميننا كمخترعين مشاركين في طلب براءة الاختراع المقدم مؤخرًا.”