top of page

A jövő akkumulátorai!

Mindenki ismeri az akkumulátorokat, a legtöbben életük minden napján használják őket. Mindenféle fogyasztói elektronikában jelen vannak az óráktól, laptopoktól és mobiltelefonoktól kezdve. Amikor a legtöbben elemre gondolnak, egy közönséges AA vegyi elem jut eszébe, az a fajta, amelyet egy zseblámpába vagy a televízió távirányítójába helyezhet. Ez a fajta technológia azonban sokkal elterjedtebb ennél. Az akkumulátorok sokféle formában létezhetnek, és széles körben használják őket az energiatermelő és -tároló iparban a hálózatokon belüli elektromos energia kezelésére. Valójában az akkumulátortechnológia valószínűleg a kulcstényező lesz a megújuló energia technológiájának fejlesztésében a következő években.



Ez a megújuló energiával kapcsolatos furcsaság eredménye. Más energiaforrásoktól eltérően, amelyek szükség szerint be- és kikapcsolhatók, a megújuló energiatermelés az időjárástól függ, rossz időjárás esetén nem termelődik áram. Ez különösen vonatkozik a napenergiára, amely csak nappal termel áramot, éjszaka nem. Ez energiakiegyenlítési problémához vezet, a villamos energiát éjjel-nappal használjuk, így azt a hálózatnak kell előállítania a kereslet kielégítéséhez.


Egy teljesen megújuló rendszer nem felelne meg ennek a követelménynek, mivel az energiatermelés jön-megy. Olyan rendszerre van szükség, amely összegyűjti a napközben megtermelt energiát, és szükség esetén elosztja. Itt jönnek be az akkumulátorok. Nagy akkumulátorkészletek tárolhatják az elektromosságot, és szükség esetén felszabadíthatják. Az ilyen típusú rendszereket már ma is használják. Nagy lítium-ion akkumulátorbankokat építettek az ausztrál hálózat részeként a felesleges energia tárolására. A bankok jelenleg próbaidőszakban vannak, hogy teszteljék hatékonyságukat.


A lítium-ion akkumulátorok jelenleg a legnépszerűbb akkumulátorok az iparban, ezek a mobiltelefonokban, a fogyasztói elektronikai cikkekben és az elektromos járművekben általánosan használt akkumulátorok. Ez azért van, mert jelenleg ezek jelentik a legjobb megoldást ezekhez az alkalmazásokhoz. Van azonban néhány árnyoldaluk, különösen, ha nagyméretű hálózati villamosenergia-tárolásra kívánjuk alkalmazni őket, ahogyan ma nézzük. Az akkumulátorok előállításához szükséges anyagokat nehéz beszerezni, mivel azokat többnyire afrikai országokban bányászják, ahol nem megfelelő az etikai munkavégzés, ami a lítiumbányászatban nagymértékű kiaknázáshoz vezet.


https://www.energy.gov/eere/articles/how-does-lithium-ion-battery-work


Ezek az anyagbeszerzési aggályok azt is eredményezik, hogy a lítium-ion akkumulátorok előállítása költséges, így az elköltött fontonkénti egységnyi villamosenergia-tárolás, más szóval a költséghatékonyság alacsony. Végül ezeknek az akkumulátoroknak bizonyos stabilitási aggályai lehetnek, mivel több akkumulátor nagymértékű tüzet okozhat az ausztrál akkumulátorvizsgáló központokban, amikor az akkumulátorok túlmelegedtek. Tehát bár ezek az akkumulátorok számos fogyasztói elektronikai eszközhöz kiválóak, nagyméretű villamosenergia-tároláshoz nem annyira jók.


Tehát milyen alternatívák vannak? Természetesen létezik az elektromos áram tárolásának hagyományos módja… a víz! A hidroelektromos gátak világszerte ismertek, és bevált módszer a villamos energia tárolására és felszabadítására. A csúcsteljesítmény alatt a vizet egy tározóba szivattyúzzák, és mivel elektromos áramra van szükség, a víz kiszabadul a tározóból, és egy turbinán áthaladva áramot termel. Ezt a rendszert több száz éve használták ilyen vagy olyan formában, így nagyon megbízható módja a nagy mennyiségű energia tárolásának. Ennek azonban van egy nagy hátulütője is, nevezetesen egy ilyen nagy projekt megépítéséhez szükséges hely és beruházás. Ez a fajta projekt egy bizonyos földrajzi területre korlátozódik, amely nagy magasságokat és hegyvidéki tájakat igényel.


Az akkumulátortechnológiának innovációra van szüksége, szerencsére számos új akkumulátortechnológiai ötlet fejlesztés alatt áll, hogy megpróbálják pótolni ezt a piaci rést. Egy izgalmas, új edinburgh-i startup az imént tárgyalt gravitációs vízi erőművekhez hasonló technológiát fejleszt, nehéz súlyt emelve a víz helyére. A Gravitricity ígéretes eredményekkel épített próbapadot ehhez az új technológiához Prince Albert Dockban, Forthban! A cég végcélja az Egyesült Királyság használaton kívüli szénbányáinak utólagos felszerelése hosszú aknákká, amelyek nagy súlyokat emelnek és engednek le az elektromosság tárolására és felszabadítására.


https://www.energylivenews.com/2021/03/10/gravity-energy-storage-project-lifts-off-in-edinburgh/


Most egy másik fajta energiához… Termikus! A világ számos intézményének kutatói vizsgálják a hőelemek fejlesztését. Ezek az akkumulátorok felmelegítik az anyagot, ha többlet áram áll rendelkezésre, és ugyanezt a hőt elektromos energiává alakítják, hogy felhasználják, amikor kevesebb energia áll rendelkezésre. Ennek a technológiának a magas specifikációjú változatai olvadt sókat használnak, amelyeket 1000 Celsius fok fölé hevítenek hőtároló anyagként. Az ehhez hasonló rendszerek nagy ígéretnek bizonyultak energiatárolási módszerként, de még mindig problémákkal kell szembenézniük az olvadt sók mozgatásával, hogy áramot állítsanak elő belőlük.


Ennek a technológiának egy alacsonyabb specifikációjú változatát telepítették Finnországban. A rendszer egy helyi faluval együttműködve 500 Celsius-fokra melegíti fel a hagyományos homokot megújuló energiaforrások felhasználásával. Ezt a tárolt energiát azután egész évben fel lehet használni a helyi otthonok folyamatos fűtésére (ez különösen fontos tényező a hideg finn teleknél). Ez a kísérleti üzemi koncepció különösen izgalmas, mivel rendkívül olcsó módja a villamos energia tárolásának, és könnyen integrálható a helyi közösségekbe, lehetőséget adva helyi mikrohálózatok fejlesztésére.





https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520


Remélhetőleg most már láthatja, milyen fontos az akkumulátortechnológia a Föld zöld jövője szempontjából, és hogy a különböző technológiák fejlesztés alatt állnak, hogy a megújuló energia minden eddiginél hatékonyabb és olcsóbb legyen!



bottom of page