باتری‌های TPV: یکی دیگر از دستاوردهای درخشان در انرژی‌های تجدیدپذیر

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• ممکن است 24، 2024

خلاصه بینش

محققان نوع جدیدی از سلول ابداع کرده‌اند که می‌تواند گرمای شدید را به طور موثرتر از روش‌های سنتی به برق تبدیل کند. این فناوری جایگزینی برای تولید برق ارائه می‌کند و راه را برای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی بهتر، با استفاده از انرژی اضافی از منابع تجدیدپذیر هموار می‌کند. پتانسیل آن برای کاهش هزینه‌های انرژی و حمایت از زندگی خارج از شبکه نشان‌دهنده تغییر قابل‌توجهی به سمت روش‌های تامین برق پایدارتر و مطمئن‌تر است.

زمینه باتری های TPV

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) سلول های ترموفوتوولتائیک (TPV) را توسعه دادند که قادر به تبدیل فوتون های پرانرژی از یک منبع گرم سفید به برق با بازده بیش از 40 درصد هستند. این راندمان از توربین های بخار سنتی که سنگ بنای تولید برق برای بیش از یک قرن بوده اند، پیشی می گیرد. سلول‌های TPV در دماهای بین 1,900 تا 2,400 درجه سانتی‌گراد کار می‌کنند و پتانسیل خود را برای مدیریت منابع گرمایی بسیار فراتر از محدودیت‌های توربین‌های معمولی نشان می‌دهند.

جاه طلبی پشت فناوری TPV فقط ایجاد جایگزینی برای روش های فعلی تولید برق نیست، بلکه ایجاد انقلابی در ذخیره سازی و عرضه انرژی است. با ترکیب سلول‌های TPV در یک سیستم باتری حرارتی در مقیاس شبکه، هدف این فناوری مهار انرژی اضافی از منابع تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی، ذخیره این انرژی در بانک‌های گرافیت عایق‌شده است. در صورت نیاز، به خصوص در دوره‌هایی که نور مستقیم خورشید وجود ندارد، گرمای ذخیره شده به برق تبدیل شده و به شبکه برق ارسال می‌شود. این مفهوم به چالش تامین انرژی متناوب می پردازد و گامی قابل توجه به سمت یک شبکه برق کربن زدایی شده را نشان می دهد.

علاوه بر این، طراحی سلول‌های TPV، که دارای مواد با فاصله باند بالا و اتصالات متعدد است، تبدیل انرژی کارآمد را از منابع گرمایی با دمای بالاتر ممکن می‌سازد. این کارایی برای کاربردهای مقیاس شبکه بسیار مهم است، جایی که می‌توان از مناطق وسیعی از سلول‌های TPV در انبارهای تحت کنترل آب و هوا برای پردازش انرژی حاصل از ذخیره‌سازی وسیع انرژی خورشیدی استفاده کرد. مقیاس پذیری این فناوری، همراه با تعمیر و نگهداری کم آن به دلیل عدم وجود قطعات متحرک، پتانسیل آن را برای تولید برق پایدار و بدون کربن نشان می دهد.

تاثیر مخرب

همانطور که سلول های TPV گسترده تر می شوند، مصرف کنندگان می توانند کاهش هزینه های انرژی را به دلیل افزایش کارایی و اتکا به منابع تجدید پذیر ببینند. این تغییر همچنین ممکن است منجر به دسترسی پایدارتر و قابل اطمینان تر به برق، به ویژه در مناطق مستعد قطع یا فاقد زیرساخت برای منابع انرژی سنتی شود. علاوه بر این، ذخیره و تبدیل انرژی خورشیدی بر حسب تقاضا، امکان زندگی خارج از شبکه را افزایش می دهد و به افراد استقلال بیشتری در مصرف انرژی خود می دهد.

برای شرکت‌ها، ادغام فناوری TPV در فعالیت‌هایشان به معنای حرکت به سمت پایداری و کارایی است. کسب‌وکارها در بخش‌های مختلف از تولید تا مراکز داده می‌توانند از کاهش هزینه‌های انرژی و ردپای کربن کمتر بهره ببرند، که با افزایش تقاضای مصرف‌کننده برای شیوه‌های سازگار با محیط زیست همسو می‌شود. علاوه بر این، صنایعی که بر تولید و ذخیره انرژی متمرکز هستند ممکن است نیاز داشته باشند که استراتژی های خود را برای ترکیب یا رقابت با سیستم های TPV تغییر دهند. این روند می تواند باعث نوآوری در زمینه های مرتبط شود زیرا شرکت ها به دنبال توسعه فناوری های مکمل یا بهبود کارایی و کاربرد سلول های TPV و باتری های حرارتی در محیط های تجاری هستند.

در همین حال، دولت‌ها با به‌روزرسانی سیاست‌ها و مقررات برای تطبیق با استقرار فناوری‌های TPV و باتری‌های حرارتی مواجه هستند. این سیاست ها ممکن است شامل مشوق هایی برای پذیرش انرژی های تجدیدپذیر، استانداردهای تاسیسات جدید و حمایت از تحقیق و توسعه در این بخش باشد. در سطح بین‌المللی، تغییر به سمت سیستم‌های مبتنی بر TPV می‌تواند بر دیپلماسی انرژی تأثیر بگذارد، زیرا کشورهای غنی از منابع خورشیدی به بازیگران کلیدی در بازار جهانی انرژی تبدیل می‌شوند. 

پیامدهای باتری های TPV

پیامدهای گسترده تر باتری های TPV ممکن است شامل موارد زیر باشد: 

• افزایش امنیت انرژی از طریق تولید محلی برق مبتنی بر TPV، کاهش وابستگی به سوخت‌های وارداتی.
• تغییر در تقاضای نیروی کار، با ایجاد مشاغل بیشتر در بخش های انرژی های تجدیدپذیر و کمتر در صنایع انرژی سنتی مانند زغال سنگ و نفت.
• افزایش سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر، موجب رشد اقتصادی در بخش‌های فناوری و ساخت‌وساز می‌شود.
• دولت ها در حال بازنگری در سیاست های انرژی برای حمایت از ادغام فناوری های TPV در شبکه های ملی، از جمله یارانه ها و مشوق های مالیاتی.
• جوامع روستایی و دورافتاده دسترسی مطمئن به برق، حمایت از توسعه اجتماعی و اقتصادی.
• مدل‌های کسب‌وکار جدید در ذخیره‌سازی و توزیع انرژی، مانند شرکت‌های خدماتی که راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی مبتنی بر TPV را ارائه می‌دهند.
• افزایش تقاضای مصرف‌کننده برای محصولات و خدماتی که از انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌کنند و بر روند بازار در صنایع تأثیر می‌گذارند.
• افزایش ثبات ژئوپلیتیکی در مناطقی که در حال حاضر تحت تأثیر رقابت منابع انرژی قرار دارند، زیرا کشورها به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر و خودکفا حرکت می کنند.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• جامعه شما چگونه می تواند از اجرای سیستم های ذخیره انرژی مبتنی بر TPV بهره مند شود؟
• چگونه فناوری TPV می تواند نحوه استفاده و پرداخت هزینه برق در خانه را تغییر دهد؟