بطاريات التدفق: حل مشكلة انقطاع التيار الكهربائي في كاليفورنيا

عندما يتعلق الأمر بالكهرباء، فإن الوضع في كاليفورنيا أصعب من معظم الولايات. فهي موطن لعدد أكبر من السكان الذين يستهلكون الكهرباء أكثر من أي مكان آخر في البلاد، وعندما يرتفع الطلب على الكهرباء (غالبًا أثناء موجات الحر في الصيف) ، تكون الدولة أحيانًا غير قادرة على إمداد جميع هؤلاء السكان بالطاقة. ولهذا السبب، ستقوم سلطات الطاقة في كاليفورنيا من حين لآخر بتنفيذ عمليات انقطاع التيار الكهربائي المخطط لها والمعروفة باسم انقطاع التيار الكهربائي المتدرج. إذا سبق لك أن تعرضت لحرارة تصل إلى 100 درجة بدون مكيف هواء، فأنت تعلم أن هذا أقل من المثالي.

إحدى طرق كاليفورنيا تخطيط إن التعامل مع هذه المشكلة يكون من خلال إنشاء شبكات بطاريات كبيرة يأمل المسؤولون في الولاية أن تحافظ على سير الأمور عند حدوث أحوال جوية قاسية. يمكن شحن هذه البطاريات من خلال شبكة الألواح الشمسية وتوربينات الرياح المتنامية في الولاية، ويمكن أن تعمل عندما يكون هناك نقص في الطاقة اللازمة لتوفير الطاقة.

لكن البطاريات التي تصنعها شركة Golden State ليست هي نفس البطاريات التي ستجدها في جهازك

وبدلاً من ذلك، تستثمر الدولة في مجموعة من بطاريات التدفق. بطارية التدفق عبارة عن بطارية كبيرة الحجم تعمل على تخزين الطاقة في سوائل الإلكتروليت، على عكس القطب الكهربائي الصلب مثل أيون الليثيوم. يمكن لهذه البطاريات توفير الطاقة لفترات أطول من بطاريات الليثيوم أيون، كما أنها تأتي مع العديد من المزايا الأخرى.

الذهاب مع التدفق

يقول جو ورثينجتون، مدير الاتصالات في شركة بطاريات التدفق Invinity Energy Systems إنها تعمل مع ولاية كاليفورنيا لإظهار السبب وراء كون بطاريات التدفق هي الحل الأمثل للبطارية شبكات. يقول ورثينجتون: "لقد تلقينا تمويلًا لأربعة مشاريع من لجنة الطاقة في كاليفورنيا".

يقول ورثينجتون إن بطاريات الليثيوم أيون تصل إلى الحد الأقصى لمدة أربع ساعات، وعادةً لا تتمتع أنظمة الليثيوم أيون بهذه القدرة. يمكن لبطاريات التدفق التي تنتجها Invinity أن تتجاوز ذلك لأنه، كما يقول Worthington، يمكنك فقط إضافة المزيد من سائل الإلكتروليت إلى بطارية التدفق لجعلها تحتفظ بالشحن لفترة أطول. الشركة لديها حاليا نظام بطارية تدفق لمدة 10 ساعات تعمل في محطة إطفاء في موقع أمريكي أصلي في كاليفورنيا.

وبعيدًا عن المدة، فإن إحدى مزايا بطاريات التدفق هي أنها في الأساس "لا تتحلل"، كما يقول ورثينجتون، كما أنها قابلة لإعادة التدوير بالكامل تقريبًا. بطاريات الليثيوم أيون مشهورة صعب لإعادة التدوير.

"تدوم بطارية الليثيوم أيون لمدة سبع سنوات أو نحو ذلك. يقول ورثينجتون: "تدوم بطارية التدفق لمدة 20 عامًا". "إذا كنت ستحتفظ بها على موقعك لمدة 20 عامًا، فسيتعين عليك شراء بطارية الليثيوم تلك ربما مرتين أكثر. سيكون لديك نفس بطارية التدفق التي اشتريتها في اليوم الأول من العام العشرين.

الجانب السلبي الوحيد لبطاريات التدفق هو حجمها. إنها أكبر بكثير من بطاريات الليثيوم أيون، ولهذا السبب تقول ورثينجتون إنها الأفضل لشبكات الطاقة، بدلاً من السيارات أو الأشياء الأخرى التي تحتاج إلى التحرك. من حيث السعر، تلحق بطاريات التدفق ببطاريات الليثيوم أيون، التي أصبحت رخيصة جدًا في السنوات الأخيرة.

يقول ورثينجتون: "اليوم، ربما نكون على وشك الحصول على ما يتناسب مع أيون الليثيوم على أساس التكلفة الأولية". "عندما تصل إلى المشاريع الضخمة... من المؤكد أن الليثيوم أيون يتمتع بالميزة اليوم لمجرد أنه يمتلك سلسلة التوريد العالمية الضخمة هذه وما زلنا نتوسع كعمل تجاري."

أعمال البطاريات الكبيرة

يقول مايكل جرافلي، نائب رئيس قسم أبحاث وتطوير الطاقة في لجنة الطاقة في كاليفورنيا الاتجاهات الرقمية أن كاليفورنيا مهتمة جدًا بتكنولوجيا بطاريات التدفق وتأمل أن تُظهر للسوق أنها جديرة بالاهتمام استثمار.

يقول جرافلي: "يكمن التحدي في عدم وجود العديد من التقنيات التي وصلت إلى مستوى أيون الليثيوم في الوقت الحالي في العملية التجارية". "هناك تفاهم على أننا نحتاج إلى أكثر من أربع ساعات من التخزين، ويعتمد ذلك على الكمية، لكن لا أحد يعرف".

يقول جرافلي إن بطاريات التدفق ربما تكون "التكنولوجيا التالية" في هذا المجال، ويعتقد أنها يمكن أن تصبح أرخص قريبًا وتزود الأشياء بالطاقة لفترة أطول من أنظمة أيونات الليثيوم. ويقول إنهم سيعملون على إظهار فائدة هذه التكنولوجيا خلال السنوات القليلة المقبلة بينما تصبح التكنولوجيا أكثر رسوخًا في صناعة المرافق.

من المؤكد أن البطارية التي يمكنها الاحتفاظ بالشحن لفترة أطول، قد تصبح أرخص قريبًا، وقابلة لإعادة التدوير، ولها عمر أطول من بطارية الليثيوم أيون، وهي بطارية جذابة بالتأكيد. لن يتم استبدال الليثيوم أيون في أي وقت قريب عندما يتعلق الأمر بتشغيل الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والإلكترونية المركبات، لكنه قد يصبح الخيار الأقل تفضيلاً لتخزين الطاقة في مكان غير بعيد مستقبل. وهذا من شأنه أن يساعد الولايات على التعامل مع الطقس القاسي ويساعد على التأكد من استمرار وصول الطاقة عندما لا تكون الشمس مشرقة أو لا تهب الرياح.

توصيات المحررين

• التعرف على الصور لديه ضعف كبير. يمكن أن يكون هذا هو الحل
• الليثيوم أيون هو مجرد البداية. إليكم نظرة خاطفة على مستقبل البطاريات
• الأرض لديها مشكلة هدر الطعام. هل يمكن للثلاجات العملاقة التي تعمل بالطاقة الشمسية أن تساعد؟
• هل ستقوم مزرعة شمسية عملاقة جديدة في تكساس بتسخير أشعة الشمس لتحضير البيرة؟
• نجاح السير في الفضاء حيث يقوم رواد الفضاء بتحديث البطاريات في محطة الفضاء الدولية

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.