باتری‌های گرانشی| انقلاب در ذخیره سازی انرژی‌های تجدیدپذیر

به گزارش مجله خبری نگار، با افزایش مداوم تقاضا برای انرژی و نیاز به تامین آن، این راه حل حیاتی برای حفظ پایداری شبکه‌های برق در حال ظهور است.

به گفته کارشناسان، انرژی‌های تجدیدپذیر مقادیر زیادی انرژی را تامین می‌کنند، اما تولید آنها همچنان بی ثبات است و زمانی که خورشید نمی‌درخشد یا باد ضعیف است، به سطوح پایین کاهش می‌یابد یا خیر. علاوه بر این، تقاضا برای برق با افزایش تعداد وسایل نقلیه الکتریکی و گسترش کاربرد‌های هوش مصنوعی که به قدرت محاسباتی عظیمی نیاز دارند، در حال افزایش است.

شبکه‌های برق معمولی به دلیل این نوسانات در تولید و افزایش تقاضا در معرض خطر هستند و داشتن راه حل‌های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ مانند مگاوات ساعت (MWh) یا گیگاوات ساعت (GWh) برای اطمینان از پایداری منابع تغذیه ضروری است.

یک فناوری جدید و نوآورانه در حال ظهور است: باتری‌های گرانشی که از نیروی گرانش برای ذخیره و تبدیل انرژی در صورت نیاز استفاده می‌کنند. این فناوری نوید فرصت‌های بزرگی را برای ایجاد راه حل‌های پایدار و انعطاف پذیر به دور از تکیه بر باتری‌های سنتی مانند باتری‌های لیتیوم یونی می‌دهد.

باتری‌های گرانشی بر اساس اصل انرژی پتانسیل هستند، هنگامی که یک جرم بزرگ به ارتفاع معینی افزایش می‌یابد، انرژی موجود در جرم به لطف گرانش ذخیره می‌شود. هنگامی که جرم کاهش می‌یابد، انرژی جنبشی حاصل توسط ژنراتور‌ها یا توربین‌ها به برق تبدیل می‌شود.

انرژی گرانشی پایدارتر از باتری‌های شیمیایی است، زیرا تا زمانی که قطعات مکانیکی به طور موثر کار کنند، با گذشت زمان خراب نمی‌شود. این ویژگی آن را به گزینه مناسبی برای ذخیره انرژی طولانی مدت تبدیل می‌کند.

پروژه‌های پیشگام در فناوری باتری گرانشی به شرح زیر است:

- پروژه EVx در چین

چین یکی از کشور‌های پیشرو در استفاده از این فناوری از طریق پروژه EVx است که با همکاری Energy Vault و دولت چین توسعه یافته است.

بلوک‌های غول پیکر با وزن ۲۴ تن در زمان قدرت بیش از حد بر روی یک برج مکانیکی عظیم به ارتفاع ۱۲۰ متر بلند می‌شوند. هنگامی که شبکه به برق بیشتری نیاز دارد، بلوک‌ها کاهش می‌یابند و انرژی پتانسیل آنها را به برق تبدیل می‌کنند.

این فناوری بیش از ۸۰ درصد کارآمد است و ظرفیت کل پروژه ۱۰۰ مگاوات ساعت است. عمر عملیاتی آن تا ۳۵ سال است که آن را به یک راه حل طولانی مدت و اقتصادی تبدیل می‌کند.

- پروژه گرانشی در اسکاتلند

استارتاپ Gravitricity یک پلت فرم ذخیره انرژی را با استفاده از وزنه‌های سنگین آزمایش کرده است، جایی که بلوک‌های ۲۵ تنی در بندر لیث بالا و پایین می‌آیند و توانایی بهبود پایداری شبکه و دستیابی به بهره وری ذخیره انرژی را نشان می‌دهند.

این شرکت قصد دارد این فناوری را با استفاده از معادن متروکه گسترش دهد، جایی که می‌توان وزنه‌های عظیمی را در زیر زمین آویزان کرد و امکان افزایش ظرفیت ذخیره سازی را فراهم می‌کند. استفاده از زیرساخت‌های معدنی همچنین هزینه‌های سرمایه را کاهش می‌دهد و اقتصاد‌های محلی را احیا می‌کند.

باتری‌های گرانشی علیرغم پتانسیل امیدوارکننده خود، با چالش‌هایی مانند هزینه اولیه زیاد و سایش مکانیکی طولانی مدت قطعات متحرک مواجه هستند.

اما طرفداران این فناوری خاطرنشان می‌کنند که تعمیر و نگهداری منظم این سیستم‌ها در مقایسه با چالش‌های بازیافت باتری‌های شیمیایی آسان‌تر است. در دسترس بودن فضای عمودی در مکان‌های مناسب یکی دیگر از عوامل موفقیت این تکنیک است.

در حالی که باتری‌های گرانشی هنوز در حال توسعه هستند، پروژه‌هایی مانند EVx و Gravitricity پتانسیل زیادی برای پایداری بلندمدت شبکه را نشان می‌دهند.

منبع: interesting engineering