TPV-batterijen: opnieuw een schitterende prestatie op het gebied van hernieuwbare energie

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 24 mei 2024

Samenvatting inzicht

Onderzoekers hebben een nieuw type cel ontwikkeld dat intense hitte efficiënter in elektriciteit kan omzetten dan traditionele methoden. Deze technologie biedt een alternatief voor het opwekken van elektriciteit en maakt de weg vrij voor betere oplossingen voor energieopslag, waarbij overtollige energie uit hernieuwbare bronnen wordt benut. Het potentieel ervan voor het verlagen van de energiekosten en het ondersteunen van leven buiten het elektriciteitsnet betekent een aanzienlijke verschuiving naar duurzamere en betrouwbaardere energievoorzieningsmethoden.

Context van TPV-batterijen

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en het National Renewable Energy Laboratory (NREL) ontwikkelden thermofotovoltaïsche (TPV) cellen die hoogenergetische fotonen van een witgloeiende bron in elektriciteit kunnen transformeren met een efficiëntie van meer dan 40 procent. Deze efficiëntie overtreft traditionele stoomturbines, die al meer dan een eeuw de hoeksteen vormen van de elektriciteitsopwekking. De TPV-cellen werken bij temperaturen variërend van 1,900 tot 2,400 graden Celsius, wat hun potentieel aantoont om warmtebronnen te verwerken die de grenzen van conventionele turbines ver overschrijden.

De ambitie achter de TPV-technologie is niet alleen om een ​​alternatief te creëren voor de huidige methoden voor elektriciteitsopwekking, maar om een ​​revolutie teweeg te brengen in de opslag en levering van energie. Door TPV-cellen op te nemen in een thermisch batterijsysteem op rasterschaal, wil de technologie overtollige energie uit hernieuwbare bronnen, zoals zonne-energie, benutten en deze energie opslaan in geïsoleerde grafietbanken. Indien nodig, vooral tijdens perioden zonder direct zonlicht, wordt de opgeslagen warmte weer omgezet in elektriciteit en naar het elektriciteitsnet gestuurd. Dit concept pakt de uitdaging van de intermitterende energievoorziening aan en markeert een belangrijke stap in de richting van een koolstofvrij elektriciteitsnet.

Bovendien maakt het ontwerp van de TPV-cellen, met materialen met een hoge bandafstand en meerdere juncties, een efficiënte energieconversie uit warmtebronnen met een hogere temperatuur mogelijk. Deze efficiëntie is van cruciaal belang voor toepassingen op netwerkschaal, waarbij grote delen van TPV-cellen kunnen worden gebruikt in klimaatgecontroleerde magazijnen om energie uit enorme zonne-energieopslag te verwerken. De schaalbaarheid van deze technologie, in combinatie met het lage onderhoud door de afwezigheid van bewegende delen, onderstreept het potentieel voor duurzame en koolstofneutrale elektriciteitsproductie.

Disruptieve impact

Naarmate TPV-cellen wijdverspreider worden, kunnen consumenten een daling van de energiekosten zien als gevolg van de toegenomen efficiëntie en de afhankelijkheid van hernieuwbare bronnen. Deze verschuiving kan ook leiden tot een stabielere en betrouwbaardere toegang tot energie, vooral in regio's die gevoelig zijn voor storingen of een gebrek aan infrastructuur voor traditionele energiebronnen. Bovendien vergroot het op verzoek opslaan en omzetten van zonne-energie de haalbaarheid van leven buiten het elektriciteitsnet, waardoor individuen meer autonomie krijgen over hun energieverbruik.

Voor bedrijven betekent de integratie van TPV-technologie in hun activiteiten een stap richting duurzaamheid en efficiëntie. Bedrijven in sectoren variërend van productie tot datacenters zouden kunnen profiteren van lagere energiekosten en een lagere CO2-voetafdruk, in lijn met de toenemende vraag van consumenten naar milieuverantwoorde praktijken. Bovendien moeten industrieën die zich richten op de productie en opslag van energie hun strategieën wellicht aanpassen om TPV-systemen te integreren of ermee te concurreren. Deze trend zou innovatie op aanverwante gebieden kunnen stimuleren, aangezien bedrijven complementaire technologieën willen ontwikkelen of de efficiëntie en toepassing van TPV-cellen en thermische batterijen in commerciële omgevingen willen verbeteren.

Intussen worden overheden geconfronteerd met het aanpassen van beleid en regelgeving om de inzet van TPV-technologieën en thermische batterijen mogelijk te maken. Dit beleid kan bestaan ​​uit prikkels voor de adoptie van hernieuwbare energie, normen voor nieuwe installaties en steun voor onderzoek en ontwikkeling in de sector. Op internationaal vlak zou de verschuiving naar op TPV gebaseerde systemen de energiediplomatie kunnen beïnvloeden, aangezien landen die rijk zijn aan zonne-energie belangrijke spelers worden op de mondiale energiemarkt. 

Implicaties van TPV-batterijen

Bredere implicaties van TPV-batterijen kunnen zijn: 

• Verbeterde energiezekerheid door gelokaliseerde op TPV gebaseerde energieopwekking, waardoor de afhankelijkheid van geïmporteerde brandstoffen wordt verminderd.
• Een verschuiving in de vraag naar arbeidskrachten, waarbij meer banen worden gecreëerd in de sectoren van hernieuwbare energie en minder in traditionele energie-industrieën zoals steenkool en olie.
• Meer investeringen in infrastructuur voor hernieuwbare energie, waardoor de economische groei in de technologie- en bouwsector wordt gestimuleerd.
• Regeringen herzien het energiebeleid om de integratie van TPV-technologieën in nationale netwerken te ondersteunen, inclusief subsidies en belastingvoordelen.
• Plattelands- en afgelegen gemeenschappen krijgen betrouwbare toegang tot elektriciteit, wat de sociale en economische ontwikkeling ondersteunt.
• Nieuwe bedrijfsmodellen op het gebied van energieopslag en -distributie, zoals nutsbedrijven die op TPV gebaseerde oplossingen voor energieopslag aanbieden.
• Een stijging van de consumentenvraag naar producten en diensten die gebruik maken van hernieuwbare energie, wat de markttrends in alle sectoren beïnvloedt.
• Toegenomen geopolitieke stabiliteit in regio’s die momenteel worden getroffen door concurrentie op het gebied van energiebronnen, nu landen overstappen op zelfvoorzienende, hernieuwbare energiebronnen.

Vragen om te overwegen

• Hoe kan uw gemeenschap profiteren van de implementatie van op TPV gebaseerde energieopslagsystemen?
• Hoe kan TPV-technologie de manier veranderen waarop u thuis elektriciteit gebruikt en betaalt?