סוללות זרימה: התיקון לבעיית ההאפלה של קליפורניה

כשזה מגיע לחשמל, בקליפורניה המצב קשה יותר מרוב המדינות. זה בית לתושבים שצורכי חשמל יותר מכל מקום אחר בארץ, וכאשר הביקוש לחשמל עולה (לעתים קרובות במהלך גלי חום בקיץ), המדינה לפעמים לא מסוגלת לספק לכל אותם תושבים חשמל. מסיבה זו, רשויות האנרגיה של קליפורניה יישמו מדי פעם הפסקות חשמל מתוכננות המכונה הפסקות חשמל מתגלגלות. אם אי פעם נתפסת בחום של 100 מעלות ללא מיזוג אוויר, אתה יודע שזה פחות אידיאלי.

אחת הדרכים שבהן קליפורניה היא תִכנוּן ההתמודדות עם בעיה זו היא על ידי הקמת רשתות סוללות גדולות שפקידי המדינה מקווים שימשיכו לפעול כשמזג ​​אוויר קיצוני יגיע. ניתן להטעין את הסוללות הללו על ידי הרשת ההולכת וגדלה של פאנלים סולאריים וטורבינות רוח במדינה, והן יכולות לפעול כאשר יש מחסור באנרגיה לאספקת חשמל.

אבל הסוללות שהגולדן סטייט בונה אינן זהות לסוללות שתמצאו אצלכם סמארטפון, או אפילו במכונית החשמלית שלך. מכשירים אלה משתמשים בדרך כלל בסוללות ליתיום-יון, שהן מעולות עבור אלקטרוניקה ומכשירים בקנה מידה קטן אחרים, אך לא בדיוק אידיאליות כשמדובר אחסון אנרגיה בקנה מידה רשת. הם יקרים מדי ואינם נועדו לספק חשמל לערים שלמות.

במקום זאת, המדינה משקיעה במערך של סוללות זרימה. סוללת זרימה היא סוללה גדולה בקנה מידה רשת המאחסנת אנרגיה בנוזל אלקטרוליט, בניגוד לאלקטרודה מוצקה כמו ליתיום-יון. סוללות אלו יכולות להוציא חשמל למשך זמן ארוך יותר מאשר סוללות ליתיום-יון, והן מגיעות עם יתרונות רבים אחרים.

הולך עם הזרם

ג'ו וורת'ינגטון, מנהל תקשורת בחברת סוללות הזרימה Invinity Energy Systems, אומר היא עובדת עם מדינת קליפורניה כדי להראות מדוע סוללות זרימה הן הדרך לסוללה רשתות. "קיבלנו מימון לארבעה פרויקטים מוועדת האנרגיה של קליפורניה", אומר וורת'ינגטון.

וורת'ינגטון אומר שסוללות ליתיום-יון מתרוקנות לכל היותר במשך ארבע שעות, ולמערכות ליתיום-יון בדרך כלל אין אפילו קיבולת כזו. סוללות הזרימה ש-Invinity מייצרת יכולות לעבור מעבר לכך, כי, אומר וורת'ינגטון, אתה יכול פשוט להוסיף יותר מנוזל האלקטרוליט לסוללת זרימה כדי לגרום לה להחזיק טעינה לאורך זמן. לחברה יש כיום א מערכת סוללות זרימה של 10 שעות פועל בתחנת כיבוי אש באתר אינדיאני בקליפורניה.

מעבר לזמן, אחת ההטבות של סוללות זרימה היא שהן בעצם "לא מתכלות", אומר וורת'ינגטון, והן ניתנות למחזור כמעט לחלוטין. סוללות ליתיום-יון ידועות קָשֶׁה למחזר.

"סוללת ליתיום-יון מחזיקה שבע שנים בערך. סוללת זרימה נמשכת 20", אומר וורת'ינגטון. "אם אתה מתכוון להחזיק אותו באתר שלך למשך 20 שנה, תצטרך לקנות את סוללת הליתיום הזו אולי פעמיים נוספות. תהיה לך אותה סוללת זרימה שקנית ביום הראשון בשנה 20".

החיסרון היחיד עם סוללות זרימה הוא הגודל שלהן. הן הרבה יותר גדולות מסוללות ליתיום-יון, וזו הסיבה שוורטינגטון אומר שהן הכי טובות לרשתות אנרגיה, ולא למכוניות או לדברים אחרים שצריכים לנוע. מבחינת מחיר, סוללות הזרימה מדביקות את סוללות הליתיום-יון, שהפכו זולות למדי בשנים האחרונות.

"כיום, אנחנו כנראה עומדים בקנה אחד עם ליתיום-יון על בסיס עלות מראש", אומר וורת'ינגטון. "כשאתה מגיע לפרויקטים האדירים... לליתיום-יון בהחלט יש את היתרון היום רק בגלל שיש להם את שרשרת האספקה ​​הגלובלית הענקית הזו ואנחנו עדיין מתקדמים כעסק."

העסק של סוללות גדולות

מייקל גרייבלי, סגן ראש החטיבה של חטיבת המחקר והפיתוח של אנרגיה בוועדת האנרגיה של קליפורניה, מספר מגמות דיגיטליות שקליפורניה מעוניינת מאוד בטכנולוגיית זרימת סוללות ומקווה להראות לשוק שהם כדאיים הַשׁקָעָה.

"האתגר הוא שאין הרבה טכנולוגיות רחוקות כמו ליתיום-יון כרגע בתהליך המסחרי", אומר גרבלי. "יש הבנה שאנחנו צריכים יותר מארבע שעות אחסון, וזה תלוי בכמה, אבל אף אחד לא יודע".

גריילי אומר שסוללות זרימה הן כנראה "הטכנולוגיה הבאה" בתחום הזה, והוא מאמין שהן יכולות להיות בקרוב זולות יותר ובו זמנית להפעיל דברים לאורך זמן ממערכות ליתיום-יון. הוא אומר שהם יעבדו על הדגמת התועלת של הטכנולוגיה הזו בשנים הקרובות בזמן שהטכנולוגיה תתבסס יותר בתעשיית השירותים.

סוללה שיכולה להחזיק טעינה לזמן רב יותר, עשויה בקרוב להיות זולה יותר, ניתנת למחזור, ובעלת תוחלת חיים ארוכה יותר מאשר ליתיום-יון היא ללא ספק אטרקטיבית. ליתיום-יון לא יוחלף בקרוב בכל הנוגע להנעת מוצרי אלקטרוניקה ואלקטרוניקה כלי רכב, אבל זה יכול להפוך לאופציה הפחות מועדפת לאגירת אנרגיה של שירותים באזור הלא רחוק עתיד. זה יעזור למדינות להתמודד עם מזג אוויר קיצוני ויעזור לוודא שהכוח ימשיך להגיע כשהשמש לא זורחת או שהרוח לא נושבת.

המלצות עורכים

• זיהוי תמונה א.י. יש חולשה גדולה. זה יכול להיות הפתרון
• ליתיום-יון הוא רק ההתחלה. הנה הצצה לעתיד הסוללות
• לכדור הארץ יש בעיית בזבוז מזון. האם מקררים ענקיים המופעלים על ידי שמש יכולים לעזור?
• חווה סולארית ענקית חדשה בטקסס תרתום את קרני השמש ל... לבשל בירה?
• הליכת החלל הצליחה כאשר האסטרונאוטים משדרגים סוללות ב-ISS

שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.