חדש סוללה סולארית הטכנולוגיה מציעה כוח משק הבית ב 2.5c לכל קוט"ש

Anonim

חדש סוללה סולארית הטכנולוגיה מציעה כוח משק הבית ב 2.5c לכל קוט"ש

סביבה

ג'ף סאלטון

2 ספטמבר 2009

2 תמונות

אחד האב טיפוס הקטן של סוללות השמש של Ceramatec NaSICON (צילום: Ceramatec)

במסגרת השאיפה המתמשכת של האדם לחלץ את היתרונות הגדולים ביותר של אנרגיה סולארית, חברת סולמטק, חברת המחקר של סולטק סיטי, זרוע ה- R & D של CoorsTek, הפכה את מה שהיא סבורה שהיא פריצת דרך מסיבית בסוללות לאחסון אנרגיה רתומה שמש. החברה עושה מרשימה inroads על אב טיפוס של סוללה אחסון עמוק, בגודל של מקרר קטן, כי בבטחה פועל בטמפרטורת החדר, מורכב מחומרים יומיומיים, והוא יכול פלט כוח הבית ב 2.5c לכל קוט"ש. מה עוד, Ceramatec אומר שזה יהיה זול לרכוש.

כמו אנרגיה סולארית ללכוד מקבל יותר ויותר זול, בטיחות נותרה בעיה בעת דיון אחסון הסוללה. נכון לעכשיו, סוללות צפופות בעלות ביצועים גבוהים הן לא יותר מאשר הרי געש מעשה ידי אדם - מכולות ענקיות של נתרן חם מותך סופר, המרחפות סביב 600 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה זו החומר מוליך מאוד של חשמל, עם זאת, הוא גם רעיל ומאכל. אתה רוצה אחד במרתף שלך?

במקום זאת, הסוללה של Ceramatec כוללת חתיכה גדולה של מתכת נתרן מוצק הזדווגות לתרכובת גופרית על ידי קרום קרמיקה נייר דק. הקרום מוליך יונים - חלקיקים טעונים חשמלית - קדימה ואחורה כדי ליצור זרם. החברה מחשבת כי הסוללה תהיה מסוגלת להחזיק 20-40kWh של אנרגיה לתוך מקרר בגודל הדיור הפועלת סביב או מתחת 90 ​​מעלות צלזיוס. זו אולי הדרך היחידה כי סוג זה של טכנולוגיית הסוללה צפופה אי פעם אישרה לשימוש ביתי - בטוח, קטן (יחסית) וזול לרכוש.

Ceramatec אומר הדור החדש של הסוללה היה לספק זרימה רציפה של 5kW של חשמל על פני ארבע שעות. אם זה לא יפעיל את כל הבית שלך זה בהחלט להשלים אותו. וסוללות אלה צפויות לעמוד במחזורי פריקה / הטעינה היומית במשך 10 שנים (3, 650 פעמים). הסוללות היו בתקווה למכור בסביבות $ 2, 000 $, אשר פחות מ 3c לכל kWh על חיי הסוללה. כוח קונבנציונאלי מן הרשת בדרך כלל עולה סביב 8c לכל קוט"ש - וממשיך לעלות.

נכון לעכשיו, רוב סוללות מחזור עמוק לא צריך תוחלת חיים ליד כל כך הרבה זמן. שימוש יומיומי גורם בדרך כלל לסוללה מתמשכת של כ -12 חודשים.

זה לא פלא כי, כמו רשת החשמל של אמריקה, ותשתיות חשמליות אחרות ברחבי העולם, קרוב לשבירה נקודת, היכולת של משקי הבית לייצר, לאחסן זמן משמרת כוח משלהם יש ממשלות ותאגידים לוקח נלהב עניין בהתפתחויות.

רקע כללי

Ceramatec היה שורשיה בטכנולוגיה הסוללה בשנות ה -1980, כאשר חלוץ הפיתוח של נתרן בטא אלומינה עבור סוללות Na / S עבור פורד. זוהי טכנולוגיה שצמחה מחדש בשנים האחרונות באמצעות החברה היפנית NGK. אבל מאז Ceramtec כבר כמעט ללא סוללה מו"פ; "כמעט כל מאמץ המו"פ בעשר השנים האחרונות בארה"ב מתמקד בסוללות ליתיום יון ליישומי המתיחה", אומר גרוסור קורס, המדען הראשי לפיתוח סוללות ואחד הבעלים של Ceramatec, ל- Gizmag.

הוא אמר עניין פתרונות הנדסיים עבור photovoltaics (PVs) בארה"ב יש רק spiked באמת בעבר שנתיים עד שלוש שנים כמו יצרני PV ושירותים החלו להבין כי הם לא יכלו לשגר כמות שרירותית של כוח בזמן אמת מ פאנלים סולאריים חוות רוח ללא יכולת 'משמרת זמן '.

"אנחנו עובדים על כמה סוללות מבוססות נתרן עבור יישומים ראשוניים (לא נטענת), אבל הסוללה מעגל מחזורי חדש הוא חדש יחסית", אמר קורס.

"מאז Ceramatec כבר מתמקדת קרמיקה אחרת נתרן יון מנצח שנקרא NaSICON, אשר יש מאפיינים ייחודיים המאפשרים לבנות עלות נמוכה, חדר טמפרטורת הסוללה נתרן."

הוא ציין כי Ceramatec עדיין לא עובד אב טיפוס, אבל הסוללה נמצאת בשלב מוקדם במו"פ ואת האב טיפוס הראשון ייבחנו במהלך השנתיים הקרובות.

לדברי קורס, ההמצאה של Ceramatec לא תחליף את רשת החשמל החולה, אך היא תוכל להשלים אותה באופן משמעותי.

"כל התרחישים הטובים ביותר כרוכים בסוג כלשהו של כוח מבוזר המחובר לרשת. תארו לעצמכם 100, 000 20kWh חשמל אחסון (EES) מערכות מפוזרים ברחבי לוס אנג 'לס. הטכנולוגיות של 'רשת חכמה' מאפשרות זאת, אך שוב, ללא צורה כלשהי של אחסון אמין ומופץ למשמרת PV לפרק זמן מאוחר יותר באותו יום, PV עצמו אינו יכול להוביל לשינוי הפרדיגמה ההכרחי. "

בלב .

מה שהופך את הסוללה Ceramatec סביר עבור יישומים מקומיים הוא החומר בליבו, NaSICON, אשר מייצג Na (נתרן) סופר יונית מנצח. קורס אומר: "זה חומר קרמי צפוף, sintered עם 100% סלקטיביות כדי יון, תחבורה יון. אם אתה מכיר תא דלק מוצק תא תחמוצת (SOFC) הטכנולוגיה, הוא אנלוגי zionconia חמצן יון המנצחים, אלא יש את המוליכות בטמפרטורת החדר כי zirconia יש כ 600 מעלות צלזיוס. Ceramatec עכשיו יש הרבה ניסיון להפוך את החומר הזה בכמויות גדולות עבור מספר יישומים אחרים בהם יון יון תחבורה שימושי.

עבור אלה שאינם מכירים את הטכנולוגיה SOFC, אלה הם מכשירים קרמיים הפועלים על דלקים פחמימנים (לעומת מימן) כמו גז טבעי וגז פחם. טמפרטורת ההפעלה גבוהה, כ 800 מעלות צלזיוס. Coors אומר עיצוב בטיחות היא העדיפות הגבוהה ביותר של החברה. הוא מאמין הסוללות שלו בטוחים כדי לשמור על הבית. "עם זאת, דעתי היא כי כלי עזר ציבוריים ופרטיים יהיה להחזיק ולשמור על נכסי האחסון. פריסה יעילה של אחסון מבוזר דורש כי כלי עזר תמיד יודעים מה מצב החיוב על כל הסוללות, ולאחר מכן יש את היכולת לשלוח כוח לרשת מרחוק לפי הצורך. זהו אחד המושגים מאחורי הרשת חכמה. אין זו ראייה אוניברסלית. עם זאת, מחוץ לרשת תרחישים מקבילים בדרך כלל לא הגיוני מבחינה כלכלית בסביבה עירונית. "

כשקורס נשאל מדוע "לא לדלג על האמצעי" ולאחסן את הפאנלים הסולאריים שישבו על הגגות, הוא אמר: "לתאי PV יש גורם צורה שמעדיף שטחים גדולים ושטוחים. זה גורם צורה קשה לייעל עם סוללות. הסוללה שאנחנו בונים תהיה בצורת מקרר קטן. כמו כן, כפי שהוסבר לעיל, אסטרטגיית הפריסה הטובה ביותר, לדעתי, נמצאת בצד השירות של המונה. בדרך כלל, פאנלים סולאריים יהיו בבעלות homeowner מחובר בצד השני של מטר. אז זה לא הגיוני לשתף שיתוף PV ואחסון. במקרה אחסון זה יכול להיות כל כך זול כי עלות הבעלות היו לטובת homeowner, אז זה יכול להתברר אחרת ממה שאני רואה בשלב זה.

Coors אומר Ceramatec היא שואפת ליצור סוללות שיכולות האחרון 15-20 שנים. "שלא כמו חומצה עופרת, NiCad, וריאנטים אחרים הסוללה, הסוללה שלנו משתמשת, חומרים בעלות נמוכה ואינו מכיל דבר זה ידרוש שיטות סילוק יוצא דופן. יהיו כמה מרכיבים, כגון מתכת נתרן וניקל אשר עשוי להצדיק התאוששות מסיבות מסחריות, לא סביבתיים. "

בעוד קורס היה נרגש הפרסום שפורסמה Ceramatec עם ההודעה שלה, את הנקודות עדין של גילוי עדיין אפוף סוד.

"אין שום דבר ברשות הציבור מלבד כמה פטנטים ומה ניתן ללקט מהאתר שלנו. העבודה שלנו היא קניינית מאוד ונעשתה בחשאי התגנבות ", הוא אומר.

Coors מאמין בעבר אחסון אנרגיה כבר יקר מדי להציע החזר סביר על ההשקעה. "הקוטב הארוך של האוהל הזה עולה לקוט"ש. באופן כללי, האחסון הוא יקר ומוסיף למה שנקרא "עלות בעלות ממוצעת של " (LCOE). הסוללה שאנחנו בונים יוכלו לשלוח 40, 000kWh לקילוואט, כלומר עלות האחסון לאורך חיי הסוללה תהיה 2.5c לכל קוט"ש. רוב מפתחי הסוללה עבור שוק EES או לא מבינים את הערך הזה או בחרו להתעלם ממנו כי הסוללות שלהם הם גם יקר מדי לרכוש או יקר מדי לפעול. "

בין אם הטכנולוגיה תיראה בגודל של סוללה בגודל סוללות שבבעלותך ותאפשר לך להעביר את הזמן שלך להשקעה באנרגיה סולארית כאשר תרצה או תזדקק לה, או אם כלי השירות יהיו בבעלות הסוללות ויציבו אותה בזמני שיא כדי לשמור את החלשת רשתות החשמל, רק הזמן יגיד. ספקי האנרגיה הגדולים צפוי להיות צופה זה פיתוח הסוללה מקרוב כמו רכישת כמה מאות אלפי סוללות עשוי להיות הרבה יותר זול מאשר בניין powerplant חדש ואת התשתית הקשורים הולך עם זה.

אבל בואו לא נניח את העגלה לפני הסוס. ראשית, אנחנו צריכים אחסון סוללות כדי להשיג את המטרה שלוש שיניים של בטוח, קטן וזול - משהו Ceramatec הוא מקווה שזה יהיה מסוגל לספק.

המעבדה Ceramatec אפוף בסודיות כמו עבודה על סוללה סולארית נמשכת

אחד האב טיפוס הקטן של סוללות השמש של Ceramatec NaSICON (צילום: Ceramatec)