इस ऊर्जा भंडारण तकनीक ने 2022 ईयू बेस्ट इनोवेशन अवार्ड जीता, यह लिथियम-आयन बैटरी से 40 गुना सस्ती है

माध्यम के रूप में सिलिकॉन और फेरोसिलिकॉन का उपयोग करके थर्मल ऊर्जा भंडारण 4 यूरो प्रति किलोवाट-घंटे से कम की लागत पर ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है, जो कि 100 गुना है

मौजूदा फिक्स्ड लिथियम-आयन बैटरी से सस्ती।कंटेनर और इन्सुलेशन परत जोड़ने के बाद, कुल लागत लगभग 10 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा हो सकती है,

जो 400 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा की लिथियम बैटरी से काफी सस्ता है।

नवीकरणीय ऊर्जा का विकास करना, नई बिजली प्रणालियों का निर्माण करना और ऊर्जा भंडारण का समर्थन करना एक बाधा है जिसे दूर किया जाना चाहिए।

बिजली की आउट-ऑफ़-द-बॉक्स प्रकृति और फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन की अस्थिरता आपूर्ति और मांग को बनाती है

बिजली की व्यवस्था कभी-कभी बेमेल हो जाती है।वर्तमान में, स्थिरता प्राप्त करने के लिए इस तरह के विनियमन को कोयला और प्राकृतिक गैस बिजली उत्पादन या जलविद्युत द्वारा समायोजित किया जा सकता है

और शक्ति का लचीलापन।लेकिन भविष्य में, जीवाश्म ऊर्जा की वापसी और नवीकरणीय ऊर्जा की वृद्धि के साथ, सस्ता और कुशल ऊर्जा भंडारण होगा

कॉन्फ़िगरेशन कुंजी है.

ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी को मुख्य रूप से भौतिक ऊर्जा भंडारण, विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण, तापीय ऊर्जा भंडारण और रासायनिक ऊर्जा भंडारण में विभाजित किया गया है।

जैसे यांत्रिक ऊर्जा भंडारण और पंप भंडारण भौतिक ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी से संबंधित हैं।इस ऊर्जा भंडारण विधि की कीमत अपेक्षाकृत कम है और

उच्च रूपांतरण दक्षता, लेकिन परियोजना अपेक्षाकृत बड़ी है, भौगोलिक स्थिति से बाधित है, और निर्माण अवधि भी बहुत लंबी है।ऐसा करना कठिन है

नवीकरणीय ऊर्जा की चरम मांग को केवल पंप भंडारण द्वारा अनुकूलित करें।

वर्तमान में, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण लोकप्रिय है, और यह दुनिया में सबसे तेजी से बढ़ती नई ऊर्जा भंडारण तकनीक भी है।विद्युतरासायनिक ऊर्जा

भंडारण मुख्य रूप से लिथियम-आयन बैटरी पर आधारित है।2021 के अंत तक, दुनिया में नई ऊर्जा भंडारण की संचयी स्थापित क्षमता 25 मिलियन से अधिक हो गई है

किलोवाट, जिनमें से लिथियम-आयन बैटरी की बाजार हिस्सेदारी 90% तक पहुंच गई है।यह इलेक्ट्रिक वाहनों के बड़े पैमाने पर विकास के कारण है, जो एक प्रदान करता है

लिथियम-आयन बैटरियों पर आधारित विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण के लिए बड़े पैमाने पर व्यावसायिक अनुप्रयोग परिदृश्य।

हालाँकि, लिथियम-आयन बैटरी ऊर्जा भंडारण तकनीक, एक प्रकार की ऑटोमोबाइल बैटरी के रूप में, कोई बड़ी समस्या नहीं है, लेकिन जब इसकी बात आती है तो कई समस्याएं होंगी

ग्रिड-स्तरीय दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण का समर्थन करना।एक सुरक्षा और लागत की समस्या है.यदि लिथियम आयन बैटरियों को बड़े पैमाने पर रखा जाता है, तो लागत कई गुना बढ़ जाएगी,

और गर्मी संचय के कारण होने वाली सुरक्षा भी एक बड़ा छिपा हुआ खतरा है।दूसरी बात यह है कि लिथियम संसाधन बहुत सीमित हैं, और इलेक्ट्रिक वाहन पर्याप्त नहीं हैं,

और दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता को पूरा नहीं किया जा सकता है।

इन यथार्थवादी एवं अत्यावश्यक समस्याओं का समाधान कैसे करें?अब कई वैज्ञानिकों ने तापीय ऊर्जा भंडारण तकनीक पर ध्यान केंद्रित किया है।में सफलताएं प्राप्त की गई हैं

प्रासंगिक प्रौद्योगिकियाँ और अनुसंधान।

नवंबर 2022 में, यूरोपीय आयोग ने "ईयू 2022 इनोवेशन रडार अवार्ड" की पुरस्कार विजेता परियोजना की घोषणा की, जिसमें "एमेडियस"

स्पेन में मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की टीम द्वारा विकसित बैटरी प्रोजेक्ट ने 2022 में ईयू बेस्ट इनोवेशन अवार्ड जीता।

"एमॅड्यूस" एक क्रांतिकारी बैटरी मॉडल है।यह परियोजना, जिसका उद्देश्य नवीकरणीय ऊर्जा से बड़ी मात्रा में ऊर्जा का भंडारण करना है, को यूरोपीय द्वारा चुना गया था

कमीशन 2022 में सर्वश्रेष्ठ आविष्कारों में से एक है।

स्पैनिश वैज्ञानिक टीम द्वारा डिज़ाइन की गई इस प्रकार की बैटरी सौर या पवन ऊर्जा अधिक होने पर उत्पन्न अतिरिक्त ऊर्जा को तापीय ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करती है।

इस ऊष्मा का उपयोग किसी सामग्री (इस परियोजना में सिलिकॉन मिश्र धातु का अध्ययन किया गया है) को 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक गर्म करने के लिए किया जाता है।सिस्टम में एक विशेष कंटेनर होता है

अंदर की ओर मुख वाली थर्मल फोटोवोल्टिक प्लेट, जो बिजली की मांग अधिक होने पर संग्रहीत ऊर्जा का कुछ हिस्सा जारी कर सकती है।

शोधकर्ताओं ने इस प्रक्रिया को समझाने के लिए एक सादृश्य का उपयोग किया: "यह सूर्य को एक बक्से में रखने जैसा है।"उनकी योजना ऊर्जा भंडारण में क्रांति ला सकती है।इसमें काफी संभावनाएं हैं

इस लक्ष्य को प्राप्त करें और जलवायु परिवर्तन से निपटने में एक महत्वपूर्ण कारक बन गया है, जो "एमॅड्यूस" परियोजना को प्रस्तुत 300 से अधिक परियोजनाओं से अलग बनाता है

और ईयू सर्वश्रेष्ठ इनोवेशन पुरस्कार जीता।

ईयू इनोवेशन रडार अवार्ड के आयोजक ने बताया: "मूल्यवान बात यह है कि यह एक सस्ती प्रणाली प्रदान करता है जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है।"

लंबे समय तक।इसमें उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च समग्र दक्षता है, और पर्याप्त और कम लागत वाली सामग्री का उपयोग होता है।यह एक मॉड्यूलर प्रणाली है, जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और यह प्रदान कर सकता है

स्वच्छ गर्मी और मांग पर बिजली।''

तो, यह तकनीक कैसे काम करती है?भविष्य के अनुप्रयोग परिदृश्य और व्यावसायीकरण की संभावनाएँ क्या हैं?

सीधे शब्दों में कहें तो, यह प्रणाली सस्ती धातुओं को पिघलाने के लिए आंतरायिक नवीकरणीय ऊर्जा (जैसे सौर ऊर्जा या पवन ऊर्जा) द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली का उपयोग करती है।

जैसे कि सिलिकॉन या फेरोसिलिकॉन, और तापमान 1000 ℃ से अधिक है।सिलिकॉन मिश्र धातु अपनी संलयन प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत कर सकती है।

इस प्रकार की ऊर्जा को "अव्यक्त ऊष्मा" कहा जाता है।उदाहरण के लिए, एक लीटर सिलिकॉन (लगभग 2.5 किग्रा) 1 किलोवाट-घंटा (1 किलोवाट-घंटा) से अधिक ऊर्जा को संग्रहीत करता है।

गुप्त ऊष्मा, जो कि 500 ​​बार दबाव पर एक लीटर हाइड्रोजन में निहित ऊर्जा है।हालाँकि, हाइड्रोजन के विपरीत, सिलिकॉन को वायुमंडलीय के तहत संग्रहित किया जा सकता है

दबाव, जो सिस्टम को सस्ता और सुरक्षित बनाता है।

सिस्टम की कुंजी यह है कि संग्रहीत गर्मी को विद्युत ऊर्जा में कैसे परिवर्तित किया जाए।जब सिलिकॉन 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर पिघलता है, तो यह सूर्य की तरह चमकता है।

इसलिए, उज्ज्वल गर्मी को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग किया जा सकता है।

तथाकथित थर्मल फोटोवोल्टिक जनरेटर एक लघु फोटोवोल्टिक उपकरण की तरह है, जो पारंपरिक सौर ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में 100 गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है।

दूसरे शब्दों में, यदि एक वर्ग मीटर सौर पैनल 200 वाट का उत्पादन करेगा, तो एक वर्ग मीटर थर्मल फोटोवोल्टिक पैनल 20 किलोवाट का उत्पादन करेगा।और न केवल

शक्ति, लेकिन रूपांतरण दक्षता भी अधिक है।थर्मल फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की दक्षता 30% से 40% के बीच होती है, जो तापमान पर निर्भर करती है

ऊष्मा स्रोत का.इसके विपरीत, वाणिज्यिक फोटोवोल्टिक सौर पैनलों की दक्षता 15% से 20% के बीच है।

पारंपरिक थर्मल इंजनों के बजाय थर्मल फोटोवोल्टिक जनरेटर का उपयोग चलती भागों, तरल पदार्थ और जटिल हीट एक्सचेंजर्स के उपयोग से बचाता है।इस प्रकार से,

पूरा सिस्टम किफायती, कॉम्पैक्ट और शोर रहित हो सकता है।

शोध के अनुसार, गुप्त थर्मल फोटोवोल्टिक कोशिकाएं बड़ी मात्रा में अवशिष्ट नवीकरणीय ऊर्जा को संग्रहीत कर सकती हैं।

परियोजना का नेतृत्व करने वाले एक शोधकर्ता एलेजांद्रो डेटा ने कहा: "इस बिजली का एक बड़ा हिस्सा तब उत्पन्न होगा जब पवन और पवन ऊर्जा उत्पादन में अधिशेष होगा,

इसलिए इसे बिजली बाजार में बहुत कम कीमत पर बेचा जाएगा।इस अधिशेष बिजली को बहुत सस्ती प्रणाली में संग्रहित करना बहुत महत्वपूर्ण है।यह बहुत सार्थक है

अतिरिक्त बिजली को ऊष्मा के रूप में संग्रहित करें, क्योंकि यह ऊर्जा भंडारण के सबसे सस्ते तरीकों में से एक है।”

2. यह लिथियम-आयन बैटरी से 40 गुना सस्ती है

विशेष रूप से, सिलिकॉन और फेरोसिलिकॉन 4 यूरो प्रति किलोवाट-घंटे से कम की लागत पर ऊर्जा संग्रहीत कर सकते हैं, जो वर्तमान निर्धारित लिथियम-आयन से 100 गुना सस्ता है।

बैटरी।कंटेनर और इन्सुलेशन परत जोड़ने के बाद, कुल लागत अधिक होगी।हालाँकि, अध्ययन के अनुसार, यदि सिस्टम पर्याप्त बड़ा है, तो आमतौर पर अधिक

10 मेगावाट घंटे से अधिक, यह संभवतः लगभग 10 यूरो प्रति किलोवाट घंटे की लागत तक पहुंच जाएगा, क्योंकि थर्मल इन्सुलेशन की लागत कुल का एक छोटा सा हिस्सा होगी

सिस्टम की लागत.हालाँकि, लिथियम बैटरी की लागत लगभग 400 यूरो प्रति किलोवाट-घंटा है।

इस प्रणाली के सामने एक समस्या यह है कि संग्रहीत ऊष्मा का केवल एक छोटा सा हिस्सा ही वापस बिजली में परिवर्तित किया जाता है।इस प्रक्रिया में रूपांतरण दक्षता क्या है?कैसे करें

शेष ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग करना प्रमुख समस्या है।

हालाँकि, टीम के शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि ये समस्याएँ नहीं हैं।यदि प्रणाली पर्याप्त सस्ती है, तो केवल 30-40% ऊर्जा को ही पुनर्प्राप्त करने की आवश्यकता होगी

बिजली, जो उन्हें लिथियम-आयन बैटरी जैसी अन्य महंगी तकनीकों से बेहतर बनाएगी।

इसके अलावा, शेष 60-70% गर्मी जो बिजली में परिवर्तित नहीं होती है, उसे कोयले और प्राकृतिक ऊर्जा को कम करने के लिए सीधे इमारतों, कारखानों या शहरों में स्थानांतरित किया जा सकता है।

गैस का उपभोग।

वैश्विक ऊर्जा मांग का 50% से अधिक और वैश्विक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का 40% गर्मी के कारण होता है।इस प्रकार, पवन या फोटोवोल्टिक ऊर्जा को गुप्त रूप से संग्रहित करना

थर्मल फोटोवोल्टिक सेल न केवल बहुत सारी लागत बचा सकते हैं, बल्कि नवीकरणीय संसाधनों के माध्यम से बाजार की भारी गर्मी की मांग को भी पूरा कर सकते हैं।

3. चुनौतियाँ और भविष्य की संभावनाएँ

मैड्रिड यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी की टीम द्वारा डिज़ाइन की गई नई थर्मल फोटोवोल्टिक थर्मल स्टोरेज तकनीक, जो सिलिकॉन मिश्र धातु सामग्री का उपयोग करती है,

सामग्री लागत, थर्मल भंडारण तापमान और ऊर्जा भंडारण समय में लाभ।सिलिकॉन पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है।लागत

प्रति टन सिलिका रेत की कीमत केवल 30-50 डॉलर है, जो पिघले हुए नमक सामग्री का 1/10 है।इसके अलावा, सिलिका रेत के थर्मल भंडारण तापमान अंतर

कणों की मात्रा पिघले हुए नमक की तुलना में बहुत अधिक होती है, और अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 1000 ℃ से अधिक तक पहुँच सकता है।उच्च परिचालन तापमान भी

फोटोथर्मल विद्युत उत्पादन प्रणाली की समग्र ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में मदद करता है।

डेटस की टीम अकेली नहीं है जो थर्मल फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की क्षमता देखती है।उनके दो शक्तिशाली प्रतिद्वंद्वी हैं: प्रतिष्ठित मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ

प्रौद्योगिकी और कैलिफ़ोर्निया स्टार्ट-अप एंटोला एनर्जी।उत्तरार्द्ध भारी उद्योग (एक बड़ी) में उपयोग की जाने वाली बड़ी बैटरियों के अनुसंधान और विकास पर केंद्रित है

जीवाश्म ईंधन उपभोक्ता), और इस वर्ष फरवरी में अनुसंधान पूरा करने के लिए 50 मिलियन अमेरिकी डॉलर प्राप्त किए।बिल गेट्स के ब्रेकथ्रू एनर्जी फंड ने कुछ प्रदान किया

निवेशित राशि।

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने कहा कि उनका थर्मल फोटोवोल्टिक सेल मॉडल गर्मी के लिए उपयोग की जाने वाली 40% ऊर्जा का पुन: उपयोग करने में सक्षम है।

प्रोटोटाइप बैटरी की आंतरिक सामग्री।उन्होंने समझाया: "यह थर्मल ऊर्जा भंडारण की अधिकतम दक्षता और लागत में कमी का मार्ग बनाता है,

जिससे पावर ग्रिड को डीकार्बोनाइज करना संभव हो सके।”

मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की परियोजना यह मापने में सक्षम नहीं है कि वह कितनी ऊर्जा पुनर्प्राप्त कर सकती है, लेकिन यह अमेरिकी मॉडल से बेहतर है

एक पहलू में.परियोजना का नेतृत्व करने वाले शोधकर्ता एलेजांद्रो डेटा ने समझाया: "इस दक्षता को प्राप्त करने के लिए, एमआईटी परियोजना को तापमान बढ़ाना होगा

2400 डिग्री.हमारी बैटरी 1200 डिग्री पर काम करती है.इस तापमान पर, दक्षता उनकी तुलना में कम होगी, लेकिन हमारे पास गर्मी इन्सुलेशन समस्याएं बहुत कम हैं।

आख़िरकार, ऊष्मा हानि के बिना सामग्री को 2400 डिग्री पर संग्रहीत करना बहुत कठिन है।

बेशक, इस तकनीक को बाजार में आने से पहले अभी भी काफी निवेश की जरूरत है।वर्तमान प्रयोगशाला प्रोटोटाइप में 1 kWh से कम ऊर्जा भंडारण है

क्षमता, लेकिन इस तकनीक को लाभदायक बनाने के लिए 10 मेगावाट से अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता की आवश्यकता है।इसलिए, अगली चुनौती के पैमाने का विस्तार करना है

प्रौद्योगिकी और बड़े पैमाने पर इसकी व्यवहार्यता का परीक्षण करें।इसे हासिल करने के लिए मैड्रिड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ता टीमें बना रहे हैं

इसे संभव बनाने के लिए.