آیا باتری‌های گرانشی به ما کمک می‌کنند از انرژی‌های تجدیدپذیر جدی‌تر استفاده کنیم؟

انقلاب انرژی های تجدیدپذیر راز عجیبی در دل خود دارد: وقتی باد نمی وزد، هوا ابری است و هیچ موجی در دریا وجود ندارد چه باید کرد؟ گروهی از دانشمندان در این موارد از باتری های جاذبه از آن استفاده کنید تا انرژی مورد نیاز مردم همیشه در دسترس آنها باشد.

بسیاری از کشورها در حال حاضر در آتش سوخته‌اند که منابع انرژی تجدیدپذیر در دسترس نیستند. سوخت های فسیلی آنها در حال رفتن هستند. از سوی دیگر، برخی از کارشناسان می گویند اندازه باید باشد باتری های لیتیوم یون تا با ذخیره انرژی در این شرایط نیازهای افراد را برطرف کنیم. برخی افراد امیدوارند از هیدروژن خالص استفاده کنند. اما دیگران می خواهند از نیرویی استفاده کنند که برای ما بی نهایت قابل دسترس است: جاذبه.

طبق قوانین نیوتن، آنچه بالا می رود باید پایین بیاید. میدان ذخیره انرژی جدید به همین سادگی و واضح کار می کند. دانشمندان می گویند وقتی انرژی های خالص به وفور وجود دارد، باید انرژی اضافی وزنه را تا یک ارتفاع معین بلند کنید. سپس، زمانی که تولید انرژی محدود می شود، وزن با پایین آمدن آن توسط گرانش آزاد می شود برق تولید کردن.

نیروگاه باتری پمپ

روش دیگری که به «پمپ آب» معروف است، بیش از 90 درصد ظرفیت ذخیره انرژی کنونی جهان را به خود اختصاص می دهد. در این روش آب با انرژی اضافی بالا می رود و سپس در مواقع لزوم ژنراتورهای برق آبی او به پایین برمی گردد. این سیستم تاکنون بارها آزمایش و اثبات شده است، اما هنوز مشکلاتی در مقیاس پذیری وجود دارد.

پروژه های آب معمولاً بزرگ و گران هستند. علاوه بر این، استفاده از این سیستم محدود به مناطق جغرافیایی خاص است. پس اگر دنیا واقعاً بخواهد کربن تولید کند صفر باید یک سیستم ذخیره انرژی وجود داشته باشد که بتوان در هر مکانی و در هر مقیاسی از آن استفاده کرد.

باتری های راه اندازی گرانشی

دارم شروع میکنم جاذبه زمین او برای رسیدن به این هدف تلاش می کند. این شرکت اولین نمونه اولیه باتری گرانشی خود را در آوریل گذشته آزمایش کرد. این یک نمونه اولیه است برج فولادی 15 متری بار آهنی بود 50 تن ذخیره. موتور الکتریکی برج به آرامی جعبه فلزی سنگین را به سمت بالا هل می دهد و سپس آن را رها می کند تا از کاهش وزن برق تولید کند.

جیل مک فرسون، مهندس ارشد آزمایش و شبیه سازی گرانش، گفت که نمونه اولیه در مقیاس کوچک بود، اما توانست بلافاصله این کار را انجام دهد. برق 250 کیلووات تولید کردن. این میزان برق برای تامین انرژی تقریباً 750 خانه کافی بود نکته مهم بعدی این بود که این آزمایش نشان داد که این سیستم چقدر می تواند دوام بیاورد.

  شناسایی واکسن ها با سیستم مدیریت تاج هوشمند

مک فرسون می‌گوید: «ما ثابت کرده‌ایم که می‌توانیم سیستم را کنترل کنیم تا عمر برخی از اجزای مکانیکی از جمله کابل بالابر را افزایش دهیم. علاوه بر این، سیستم به گونه ای طراحی شده است که هر قسمت نیازی به تعویض کل سیستم نداشته باشد ما تغییر می کنیم بودن. بنابراین می توان امیدوار بود که عمر مفید سیستم به چندین دهه برسد.

استفاده از مین برای باتری های گرانشی

اگرچه Gravitricity در نمونه اولیه خود روی زمین کار می کند، اما اکنون بر فعالیت های زیرزمینی تمرکز کرده است. مهندسان این استارت آپ در یک سال گذشته به مطالعه پرداخته اند مینی زغال سنگ در بریتانیا، اروپای شرقی، آفریقای جنوبی و شیلی استفاده نشده است. چارلی بلر، مدیر Gravitricity، گفت: «چرا باید بر روی زمین بسازیم در حالی که می توانیم از زمین شناسی زمین برای نگه داشتن وزنه ها استفاده کنیم؟»

این ایده بسیار جذاب به نظر می رسد. زمین پر از مین های عمیق است که می توانند تجهیزات پرتاب را در خود جای دهند. علاوه بر این، بلر می گوید، عزم سیاسی از ایده آنها حمایت می کند زیرا سیاستمداران مایلند از به اصطلاح “ایده” حمایت کنند.یک انتقال صادقانهایده‌ای است که زندگی کارگران صنعت نفت و شهرهای نفتی را در حین حرکت در اقتصاد سوخت‌های فسیلی در نظر می‌گیرد. بنابراین، نمونه اولیه این سازه زیرزمینی با سرمایه‌گذاری کافی احتمالا تا یک سال می‌رسد. 2024 تمام شد اما ابتدا باید بر چالش ها غلبه کنیم.

بلر گفت: «ما باید ساختارهای موجود را از نزدیک بررسی کنیم و مطمئن شویم که چنین است. بی خطر و قادر است هزاران تن وزن را تحمل کند. «همچنین بحثی در مورد ایمنی گاز متان و سیل معادن وجود دارد.

طاق انرژی در راه اندازی

همه نوآوران انرژی به دنبال راه حل های زیرزمینی نیستند. در دره ای در جنوب سوئیس، نمونه اولیه پرتاب شد طاق انرژی به شکل برج ارتفاعات 20 طبقه او سیستم خود را ساخت. این نمونه اولیه نیز کمک کرد هوش مصنوعی از انرژی پاک اضافی برای بلند کردن یک جفت بلوک 30 تنی استفاده می کند. هنگامی که شبکه برق خراب می شود، واحدها برای برق رسانی به هزاران خانه فرستاده می شوند.

باتری های جاذبه

Energy Vault توانست تست های لازم را انجام دهد 402 میلیون دلار افزایش سرمایه و اکنون آماده استفاده تجاری از این فناوری است. اما اکنون نمونه اولیه آنها کمی تغییر کرده و به یک ساختمان مدولار تبدیل شده است EVx نامیده می شود و هزاران وزن را در خود جای می دهد.

  ماموریت آرتمیس 1 ناسا آزمایش های نهایی را قبل از پرتاب انجام داد

رابرت پیکنی، مدیرعامل Energy Vault گفت: به این سیستم به عنوان انباری برای آسانسورهای انرژی نگاه کنید. هنگامی که الکتریسیته تمیز وارد سیستم می شود، بلوک های مواد بازیافتی بالا می روند. هنگامی که شبکه الکتریکی به انرژی نیاز دارد، واحدها برگردانده می شوند. یک ظرفیت EVx 100 مگاوات ساعت ممکن است حدود یک روز طول بکشد 25 هزار خانه “تحویل می کند.”

ظرفیت هر ساختمان به متراژ و موقعیت آن بستگی دارد، اما هر ساختمان حداقل چند هکتار زمین را اشغال می کند. آیا این مشکلی ایجاد نمی کند؟ پیکنی گفت: “خیر، زیرا احتمالاً این سیستم ها در نزدیکی نیروگاه های بادی و خورشیدی و دور از محیط شهری قرار دارند.” اصولاً هرجا که امکان ساخت ساختمان های 20 طبقه وجود داشته باشد، می توان از این سیستم استفاده کرد».

چین نیز به باتری های گرانشی علاقه نشان داده است

ایده Energy Vault با استقبال خوبی مواجه شده است، زیرا سفارشات زیادی از اروپا، ایالات متحده، خاورمیانه، استرالیا و چین به این شرکت ارسال شده است. پیکنی می گوید و ابراز علاقه می کند چین این برای آنها بسیار جذاب است و آنها امیدوارند که در بزرگترین تولیدکننده گازهای گلخانه ای جهان، تفاوت چشمگیری ایجاد کنند.

باتری های جاذبه

این هدف ممکن است کمی جاه طلبانه به نظر برسد، اما دیر یا زود همه کشورها باید به دنبال فناوری ذخیره انرژی پاک باشند. دولت ها باید بتوانند انرژی را برای مدت طولانی ذخیره کنند و در صورت نیاز نیازهای شبکه را برآورده کنند. در اینجا مشکل بزرگ بعدی برای توسعه دهندگان انرژی پاک پیش می آید: شبکه های برق آنها برای کار با نیروگاه های معمولی طراحی شده اند، نه سیستم های انرژی تجدید پذیر.

توماس مورستین، مهندس برق در دانشگاه ادینبورگ می گوید: شبکه باید همیشه در تعادل باشد. اپراتورها باید به طور مداوم عرضه و تقاضا را متعادل کنند، اما زمانی که با پدیده به صورت دوره ای “شما مانند باد یا خورشید عمل می کنید که مستعد تغییرات ناگهانی است. وضعیت بدتر می شود.”

وزن سنگین باتری گرانشی، همراه با حرکت آهسته آن در هنگام پایین آمدن و تولید گشتاور بالا، به سیستم اجازه می دهد حداکثر قدرت را تقریباً فوراً ارائه دهد. بنابراین، این فناوری پشتیبانی می شود تعادل در شبکه بسیار خوب کار می کند و خطر آسیب جدی سازه و خاموشی را کاهش می دهد.

آیا نمی توان از باتری های لیتیومی استفاده کرد؟

همچنین می توان از باتری های لیتیوم یونی که در گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود، استفاده کرد. هزینه تولید سلول های لیتیومی در سال های اخیر به شدت کاهش یافته است. پس چرا باتری های شیمیایی بزرگتر نسازیم؟

  سورن هیبریدی جایگزین سمند و پژو GLX می شود

برای پاسخ به این سوال، نه تنها باید هزینه اولیه را در نظر گرفت، بلکه باید کل هزینه را در طول عمر سیستم نیز محاسبه کرد. ابزارهای باتری جاذبه مکانیکی احتمال شکستن آنها وجود دارد. ممکن است کابل پاره شود یا چرخ دنده ها گیر کنند. این رویدادها مشکل ساز هستند، اما عملکرد کل سیستم را به خطر نمی اندازند. تعویض هر قطعه تقریبا آسان است. اسما برادا از دانشگاه بین‌المللی ربات در مراکش می‌گوید «قابلیت تعویض» به این معناست که باتری‌های گرانشی می‌توانند به حداکثر برسند. 50 سال برای زندگی.

باتری های لیتیوم یون

اما وضعیت در مورد باتری های الکتروشیمیایی متفاوت است. سلول های لیتیوم یونی به مرور زمان فرسوده می شوند، به این معنی که ظرفیت آنها به تدریج به طور غیر قابل جبرانی کاهش می یابد. اسما بردی در تحقیقی دریافت که کل هزینه زندگی یک باتری لیتیومی است دو برابر سیستم های مکانیکی: «علاوه بر این، اگر می خواهید در طولانی مدت از باتری های لیتیومی استفاده کنید، این فناوری از نظر چرخه مصرف روزانه محدودیت هایی وجود دارد. اما چنین نگرانی در مورد سیستم های گرانشی وجود ندارد زیرا قطعات آنها به راحتی قابل تعویض هستند.

اگر مشکلات مربوط به نقض حقوق بشر در معادن کبالت و آسیب های زیست محیطی را به این معادله اضافه کنید، بهتر می توانید درک کنید که چرا شرکت ها به باتری های لیتیوم یونی متوسل نشده اند. ریش و تیمش در حال آزمایش نوع دیگری از باتری گرانشی هستند بر پایه آب آنها توسط دولت ها تامین مالی می شوند مراکش و اسپانیا تحویل داده شده.

با این روش به جای بلند کردن وزنه های سنگین از انرژی پاک اضافی برای حرکت استفاده کنید پیستون های زیر آب مصرف شده است. این پیستون ها با فشار زیاد آب را به ژنراتور برمی گردانند و برق تولید می کنند. سیستم های مشابه در کالیفرنیا آمریکا و آلمان آنها نیز در حال توسعه هستند.

در حال حاضر نمی توان پیش بینی کرد که چند مکانیسم برای استفاده از گرانش تجاری می شود. اما به جرات می توان گفت که جهان به راه حل های انقلابی برای تغییرات اقلیمی نیاز دارد. بنابراین، به نظر می رسد که باتری های جاذبه آنها می توانند راه حل خوبی برای مشکل استفاده گسترده تر از انرژی های تجدیدپذیر باشند.

دیدگاهتان را بنویسید