نیروگاه‌های تولید برق اگرچه در هر زمان به تولید برق مشغول هستند، اما یک مشکل بزرگ این است که این حجم از برق تولیدی را نمی‌توان ذخیره سازی کرد، ولی یک ابتکار جدید گویا می‌تواند این معضل را حل کند.

 

فرارو- امروزه نیروگاه‌های تولید برق زیادی در سراسر جهان وجود دارد که می‌توانند برق را در مقادیر قابل توجهی تولید و عرضه کنند، اما همیشه این نیاز مطرح بوده که بتوان چنین حجم برق تولیدی را به نحوی ذخیره سازی کرد. حالا یک ابتکار جدید این خواسته را برای ما محقق کرده است و آن چیزی جز باتری‌های عظیم نیستند.

به گزارش فرارو، حوضچه‌ای از آسفالت و خاک رس که مانند یک استخر غول پیکر بر فراز تپه‌های مشرف به دریاچه میشیگان ایجاد شده است که آب کافی برای تولید برق برای ۱.۶ میلیون خانوار را در خود جای داده است. این بخشی از کارخانه ذخیره سازی لودینگتون است که از یک فناوری ساده استفاده می‌کند؛ آب از یک مخزن پایین‌تر - در این مورد یک دریاچه - به مخزن بالایی هدایت می‌شود و سپس از طریق توربین‌های بزرگ در سراشیبی رها می‌شود. اشتباه نکنید! این نیروگاه برق آبی ساده نیست بلکه نیروگاهی است که می‌تواند حجم عظیم از برق تولیدی را در خود ذخیره کنید و در صورت نیاز آن را به شبکه برق تزریغ کند.

به عبارت دیگر همین قابلیت ذخیره سازی عظیم انرژی است که سبب شده به این ابتکار لقب «بزرگترین باتری جهان» داده شود. سال‌ها بود که حامیان تولید انرژی با استفاده از سوخت‌های فسیلی، مدعی بودند که انرژی‌های حاصل از منابع پاک مانند نور خورشید، باد و حتی آب نمی‌توانند نیاز‌های بشر را تأمین کنند، زیرا تا وقتی چنین منابعی در دسترس باشند، می‌توان انرژی تولید کرد. همین بهانه به سادگی بسیاری از ابتکارات و سرمایه گذاری‌ها در زمینه انرژی‌ها پاک را به حاشیه راند. اکنون ابتکار جدید، چالشی بزرگ برای این ادعا ایجاد می‌کند، زیرا به سادگی می‌تواند انرژی تولید شده از سوی نیروگاه‌های پاک را در خود ذخیره و در هنگام نیاز عرضه کند.

این ابتکار اگرچه جدید نیست و قسمت اعظم آن بر گرفته از سیستم‌های ذخیره سازی نیروگاه‌های اتمی ایالات متحده است، اما شاهد تحولی قابل توجه در میزان ذخیره سازی انرژی تولید شده از تمام منابع انرژی پاک است. به گفته Rye Development که پیشتاز این پروژه است، این تأسیسات می‌تواند برق تقریباً ۵۰۰۰۰۰ خانه را تا ۱۲ ساعت تأمین کند و این قابلیت در شرایط اضطراری می‌تواند بسیار مفید باشد. مهندسان دانشگاه ملی استرالیا با استفاده از نقشه برداری کامپیوتری، بیش از ۶۰۰۰۰۰ سایت ذخیره سازی پمپ شده «بالقوه امکان پذیر» را در سراسر جهان شناسایی کردند که می‌توانند ۱۰۰ برابر انرژی مورد نیاز برای پشتیبانی از یک شبکه جهانی برق تجدید پذیر را ذخیره کنند. اما این مطالعه بررسی نکرد که آیا این سایت‌ها استاندارد‌های حفاظت از محیط زیست یا فرهنگی را برآورده می‌کنند یا از نظر تجاری قابل اجرا هستند یا خیر.

برخی کارشناسان محیط زیست نسبت به پیامد‌های زیست محیطی این ابتکار ابراز نگرانی کرده اند، زیرا مخازن ذخیره سازی این باتری‌ها معمولاً توسط سد‌های برق آبی تشکیل می‌شوند که مسیر‌های ماهی را مسدود می‌کنند، به کیفیت آب آسیب می‌رسانند و متان که یک گاز گلخانه‌ای قوی است را منتشر می‌کنند. اما ابتکار جدید در پاسخ سیستم‌های «حلقه بسته» را پیش‌بینی می‌کنند که از منبع سطحی یا زیرزمینی استفاده می‌کنند، سپس به طور مکرر آن آب را بین مخازن چرخه می‌دهند و در نهایت آب فقط برای جبران تبخیر یا نشت اضافه می‌شود.

آینده صنعت ذخیره سازی انرژی

با رشد بازار انرژی ذخیره شده، فناوری‌های جدید نیز در حال ظهور هستند. شرکت Quidnet Energy مستقر در تگزاس، یک مرکز ذخیره سازی ایجاد کرده است که آب را به زیر زمین فشار می‌دهد، آن را در میان لایه‌های سنگی نگه می‌دارد و برای نیرو دادن به توربین‌ها رها می‌کند. این شرکت در ماه مارس رسماً پروژه‌ای را با شرکت خدمات شهری سن آنتونیو آغاز کرد. استارت‌آپ سوئیسی Energy Vault، نیز جرثقیلی ابداع کرد که از انرژی‌های تجدیدپذیر نیرو می‌گیرد تا آجر‌های ۳۵ تنی را بلند کرده و روی هم بگذارد. هنگامی که انرژی مورد نیاز است، آجر‌ها توسط کابل‌هایی که یک ژنراتور را می‌چرخانند، پایین می‌آیند.

در حال حاضر، باتری‌ها رقیب اصلی نیروگاه‌های ذخیره سازی هستند که می‌توانند بین هشت تا ۱۶ ساعت انرژی تولید کنند. باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً تا چهار ساعت دوام می‌آورند، اما باتری‌های نیز در دست ساخت هستند که مدت طولانی‌تری دوام می‌آورند. پل دنهولم، تحلیلگر آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر می‌گوید: «آیا ما به نقطه‌ای خواهیم رسید که یک باتری هشت ساعته ارزان قیمت نمی‌تواند از یک کارخانه ذخیره سازی بهتر باشد؟ این سوالی با ارزش میلیارد دلاری است.» کامرون شیلینگ، معاون بازار‌های انجمن انرژی آبی ایالات متحده، گفت: «ما فکر نمی‌کنیم تأسیسات ذخیره‌سازی تمام آینده انرژی ما باشند، اما بخش مهمی از آن خواهند بود. به هر حال بدون چنین سیستمی نمی‌توان انتظار داشت انتشار کربن ناشی از تولید انرژی، کاهش یابد.»

منبع: techxplore

نوشته: مصطفی جرفی-فرارو