Enillodd y dechnoleg storio ynni hon Wobr Arloesi Gorau 2022 yr UE, 40 gwaith yn rhatach na batri lithiwm-ion

Gall storio ynni thermol gan ddefnyddio silicon a ferrosilicon fel y cyfrwng storio ynni ar gost o lai na 4 ewro fesul cilowat-awr, sef 100 gwaith

yn rhatach na'r batri lithiwm-ion sefydlog presennol.Ar ôl ychwanegu'r cynhwysydd a'r haen inswleiddio, gall cyfanswm y gost fod tua 10 ewro fesul cilowat-awr,

sy'n llawer rhatach na'r batri lithiwm o 400 ewro fesul cilowat-awr.

Mae datblygu ynni adnewyddadwy, adeiladu systemau pŵer newydd a chefnogi storio ynni yn rhwystr y mae'n rhaid ei oresgyn.

Mae natur y tu allan i'r bocs trydan ac anweddolrwydd cynhyrchu ynni adnewyddadwy fel pŵer ffotofoltäig a gwynt yn gwneud y cyflenwad a'r galw

o drydan weithiau'n anghywir.Ar hyn o bryd, gellir addasu rheoliad o'r fath trwy gynhyrchu pŵer glo a nwy naturiol neu ynni dŵr i sicrhau sefydlogrwydd

a hyblygrwydd pŵer.Ond yn y dyfodol, gyda thynnu'n ôl ynni ffosil a'r cynnydd o ynni adnewyddadwy, storio ynni rhad ac effeithlon

cyfluniad yw'r allwedd.

Rhennir technoleg storio ynni yn bennaf yn storio ynni ffisegol, storio ynni electrocemegol, storio ynni thermol a storio ynni cemegol.

Mae storio ynni mecanyddol a storio pwmpio yn perthyn i dechnoleg storio ynni corfforol.Mae gan y dull storio ynni hwn bris cymharol isel a

effeithlonrwydd trosi uchel, ond mae'r prosiect yn gymharol fawr, wedi'i gyfyngu gan leoliad daearyddol, ac mae'r cyfnod adeiladu hefyd yn hir iawn.Mae'n anodd

addasu i'r galw eillio brig o ynni adnewyddadwy ynni dim ond drwy bwmpio storio.

Ar hyn o bryd, mae storio ynni electrocemegol yn boblogaidd, a dyma hefyd y dechnoleg storio ynni newydd sy'n tyfu gyflymaf yn y byd.Egni electrocemegol

mae storio yn seiliedig yn bennaf ar batris lithiwm-ion.Erbyn diwedd 2021, mae gallu gosodedig cronnol storio ynni newydd yn y byd wedi rhagori ar 25 miliwn

cilowat, y mae cyfran y farchnad o fatris lithiwm-ion ohonynt wedi cyrraedd 90%.Mae hyn oherwydd y datblygiad ar raddfa fawr o gerbydau trydan, sy'n darparu a

senario cais masnachol ar raddfa fawr ar gyfer storio ynni electrocemegol yn seiliedig ar batris lithiwm-ion.

Fodd bynnag, nid yw technoleg storio ynni batri lithiwm-ion, fel math o batri automobile, yn broblem fawr, ond bydd llawer o broblemau o ran

cefnogi storio ynni hirdymor ar lefel grid.Un yw problem diogelwch a chost.Os caiff batris ïon lithiwm eu pentyrru ar raddfa fawr, bydd y gost yn lluosi,

ac mae'r diogelwch a achosir gan gronni gwres hefyd yn berygl cudd enfawr.Y llall yw bod adnoddau lithiwm yn gyfyngedig iawn, ac nid yw cerbydau trydan yn ddigon,

ac ni ellir bodloni'r angen am storio ynni hirdymor.

Sut i ddatrys y problemau realistig a brys hyn?Nawr mae llawer o wyddonwyr wedi canolbwyntio ar dechnoleg storio ynni thermol.Mae datblygiadau arloesol wedi'u gwneud yn

technolegau ac ymchwil perthnasol.

Ym mis Tachwedd 2022, cyhoeddodd y Comisiwn Ewropeaidd brosiect arobryn “Gwobr Radar Arloesedd yr UE 2022”, lle mae'r “AMADEUS”

enillodd prosiect batri a ddatblygwyd gan dîm Sefydliad Technoleg Madrid yn Sbaen Wobr Arloesedd Gorau'r UE yn 2022.

Mae “Amadeus” yn fodel batri chwyldroadol.Dewiswyd y prosiect hwn, sy'n anelu at storio llawer iawn o ynni o ynni adnewyddadwy, gan yr Ewropeaidd

Comisiynu fel un o'r dyfeisiadau gorau yn 2022.

Mae'r math hwn o fatri a ddyluniwyd gan dîm gwyddonwyr Sbaen yn storio'r ynni gormodol a gynhyrchir pan fydd ynni solar neu wynt yn uchel ar ffurf ynni thermol.

Defnyddir y gwres hwn i gynhesu deunydd (astudir aloi silicon yn y prosiect hwn) i fwy na 1000 gradd Celsius.Mae'r system yn cynnwys cynhwysydd arbennig gyda'r

plât ffotofoltäig thermol yn wynebu i mewn, a all ryddhau rhan o'r ynni sydd wedi'i storio pan fo'r galw am bŵer yn uchel.

Defnyddiodd yr ymchwilwyr gyfatebiaeth i egluro’r broses: “Mae fel rhoi’r haul mewn bocs.”Efallai y bydd eu cynllun yn chwyldroi storio ynni.Mae ganddo botensial mawr i

cyflawni’r nod hwn ac mae wedi dod yn ffactor allweddol wrth fynd i’r afael â newid yn yr hinsawdd, sy’n gwneud i brosiect “Amadeus” sefyll allan o fwy na 300 o brosiectau a gyflwynwyd

ac enillodd Wobr Arloesedd Orau'r UE.

Esboniodd trefnydd Gwobr Radar Arloesedd yr UE: “Y pwynt gwerthfawr yw ei fod yn darparu system rad a all storio llawer iawn o ynni ar gyfer

amser hir.Mae ganddo ddwysedd ynni uchel, effeithlonrwydd cyffredinol uchel, ac mae'n defnyddio deunyddiau digonol a chost isel.Mae'n system fodiwlaidd, a ddefnyddir yn eang, a gall ddarparu

gwres glân a thrydan yn ôl y galw.”

Felly, sut mae'r dechnoleg hon yn gweithio?Beth yw'r senarios ymgeisio a rhagolygon masnacheiddio yn y dyfodol?

Yn syml, mae'r system hon yn defnyddio'r pŵer gormodol a gynhyrchir gan ynni adnewyddadwy ysbeidiol (fel ynni solar neu ynni gwynt) i doddi metelau rhad,

megis silicon neu ferrosilicon, ac mae'r tymheredd yn uwch na 1000 ℃.Gall aloi silicon storio llawer iawn o egni yn ei broses ymasiad.

Gelwir y math hwn o ynni yn “gwres cudd”.Er enghraifft, mae litr o silicon (tua 2.5 kg) yn storio mwy nag 1 cilowat-awr (1 cilowat-awr) o ynni ar ffurf

o wres cudd, sef yr union egni sydd mewn litr o hydrogen ar bwysedd 500 bar.Fodd bynnag, yn wahanol i hydrogen, gellir storio silicon o dan atmosfferig

pwysau, sy'n gwneud y system yn rhatach ac yn fwy diogel.

Allwedd y system yw sut i drosi'r gwres sydd wedi'i storio yn ynni trydan.Pan fydd silicon yn toddi ar dymheredd o fwy na 1000 ° C, mae'n disgleirio fel yr haul.

Felly, gellir defnyddio celloedd ffotofoltäig i drosi'r gwres pelydrol yn ynni trydanol.

Mae'r generadur ffotofoltäig thermol, fel y'i gelwir, yn debyg i ddyfais ffotofoltäig fach, a all gynhyrchu 100 gwaith yn fwy o ynni na gweithfeydd pŵer solar traddodiadol.

Mewn geiriau eraill, os yw un metr sgwâr o baneli solar yn cynhyrchu 200 wat, bydd un metr sgwâr o baneli ffotofoltäig thermol yn cynhyrchu 20 cilowat.Ac nid yn unig

y pŵer, ond hefyd mae'r effeithlonrwydd trosi yn uwch.Mae effeithlonrwydd celloedd ffotofoltäig thermol rhwng 30% a 40%, sy'n dibynnu ar y tymheredd

o'r ffynhonnell wres.Mewn cyferbyniad, mae effeithlonrwydd paneli solar ffotofoltäig masnachol rhwng 15% a 20%.

Mae defnyddio generaduron ffotofoltäig thermol yn lle peiriannau thermol traddodiadol yn osgoi'r defnydd o rannau symudol, hylifau a chyfnewidwyr gwres cymhleth.Yn y modd hwn,

gall y system gyfan fod yn ddarbodus, yn gryno ac yn ddi-sŵn.

Yn ôl yr ymchwil, gall celloedd ffotofoltäig thermol cudd storio llawer iawn o bŵer adnewyddadwy gweddilliol.

Dywedodd Alejandro Data, ymchwilydd a arweiniodd y prosiect: “Bydd rhan fawr o’r trydan hyn yn cael ei gynhyrchu pan fydd gwarged mewn cynhyrchu ynni gwynt a gwynt,

felly bydd yn cael ei werthu am bris isel iawn yn y farchnad drydan.Mae'n bwysig iawn storio'r trydan dros ben hyn mewn system rad iawn.Mae'n ystyrlon iawn i

storio’r trydan dros ben ar ffurf gwres, oherwydd dyma un o’r ffyrdd rhataf o storio ynni.”

2. Mae'n 40 gwaith yn rhatach na batri lithiwm-ion

Yn benodol, gall silicon a ferrosilicon storio ynni ar gost o lai na 4 ewro fesul cilowat-awr, sydd 100 gwaith yn rhatach na'r lithiwm-ion sefydlog cyfredol

batri.Ar ôl ychwanegu'r cynhwysydd a'r haen inswleiddio, bydd cyfanswm y gost yn uwch.Fodd bynnag, yn ôl yr astudiaeth, os yw'r system yn ddigon mawr, fel arfer yn fwy

na 10 megawat awr, mae'n debyg y bydd yn cyrraedd y gost o tua 10 ewro fesul cilowat awr, oherwydd bydd cost inswleiddio thermol yn rhan fach o'r cyfanswm

cost y system.Fodd bynnag, mae cost batri lithiwm tua 400 ewro fesul cilowat-awr.

Un broblem y mae'r system hon yn ei hwynebu yw mai dim ond rhan fach o'r gwres sydd wedi'i storio sy'n cael ei drawsnewid yn ôl i drydan.Beth yw effeithlonrwydd trosi yn y broses hon?Sut i

defnyddio'r ynni gwres sy'n weddill yw'r broblem allweddol.

Fodd bynnag, mae ymchwilwyr y tîm yn credu nad yw'r rhain yn broblemau.Os yw'r system yn ddigon rhad, dim ond 30-40% o'r ynni sydd angen ei adennill ar ffurf

trydan, a fydd yn eu gwneud yn well na thechnolegau drutach eraill, megis batris lithiwm-ion.

Yn ogystal, gellir trosglwyddo'r 60-70% sy'n weddill o'r gwres nad yw'n cael ei drawsnewid yn drydan yn uniongyrchol i adeiladau, ffatrïoedd neu ddinasoedd i leihau glo a naturiol.

defnydd o nwy.

Mae gwres yn cyfrif am fwy na 50% o'r galw am ynni byd-eang a 40% o allyriadau carbon deuocsid byd-eang.Yn y modd hwn, storio ynni gwynt neu ffotofoltäig yn gudd

gall celloedd ffotofoltäig thermol nid yn unig arbed llawer o gostau, ond hefyd gwrdd â galw gwres enfawr y farchnad trwy adnoddau adnewyddadwy.

3. Heriau a rhagolygon ar gyfer y dyfodol

Mae gan y dechnoleg storio thermol ffotofoltäig thermol newydd a ddyluniwyd gan dîm Prifysgol Technoleg Madrid, sy'n defnyddio deunyddiau aloi silicon

manteision o ran cost deunydd, tymheredd storio thermol ac amser storio ynni.Silicon yw'r ail elfen fwyaf helaeth yng nghramen y ddaear.Y gost

dim ond 30-50 doler yw pob tunnell o dywod silica, sef 1/10 o'r deunydd halen tawdd.Yn ogystal, mae gwahaniaeth tymheredd storio thermol tywod silica

mae gronynnau yn llawer uwch na halen tawdd, a gall y tymheredd gweithredu uchaf gyrraedd mwy na 1000 ℃.Tymheredd gweithredu uwch hefyd

yn helpu i wella effeithlonrwydd ynni cyffredinol y system cynhyrchu pŵer ffotothermol.

Nid tîm Datus yw'r unig un sy'n gweld potensial celloedd ffotofoltäig thermol.Mae ganddyn nhw ddau wrthwynebydd pwerus: Sefydliad mawreddog Massachusetts

Technoleg a'r cwmni newydd o California, Antola Energy.Mae'r olaf yn canolbwyntio ar ymchwil a datblygu batris mawr a ddefnyddir mewn diwydiant trwm (mawr

defnyddiwr tanwydd ffosil), a chael US$50 miliwn i gwblhau'r ymchwil ym mis Chwefror eleni.Darparodd Cronfa Ynni Breakthrough Bill Gates rai

cronfeydd buddsoddi.

Dywedodd ymchwilwyr yn Sefydliad Technoleg Massachusetts fod eu model celloedd ffotofoltäig thermol wedi gallu ailddefnyddio 40% o'r ynni a ddefnyddir i wresogi

deunyddiau mewnol y batri prototeip.Esbonion nhw: “Mae hyn yn creu llwybr ar gyfer effeithlonrwydd mwyaf a lleihau costau storio ynni thermol,

gan ei gwneud hi’n bosibl datgarboneiddio’r grid pŵer.”

Nid yw prosiect Sefydliad Technoleg Madrid wedi gallu mesur canran yr ynni y gall ei adennill, ond mae'n well na'r model Americanaidd

mewn un agwedd.Eglurodd Alejandro Data, yr ymchwilydd a arweiniodd y prosiect: “Er mwyn cyflawni’r effeithlonrwydd hwn, rhaid i brosiect MIT godi’r tymheredd i

2400 gradd.Mae ein batri yn gweithio ar 1200 gradd.Ar y tymheredd hwn, bydd yr effeithlonrwydd yn is na nhw, ond mae gennym lawer llai o broblemau inswleiddio gwres.

Wedi’r cyfan, mae’n anodd iawn storio deunyddiau ar 2400 gradd heb achosi colli gwres.”

Wrth gwrs, mae angen llawer o fuddsoddiad ar y dechnoleg hon cyn dod i mewn i'r farchnad.Mae gan y prototeip labordy presennol lai nag 1 kWh o storio ynni

capasiti, ond i wneud y dechnoleg hon yn broffidiol, mae angen mwy na 10 MWh o gapasiti storio ynni.Felly, yr her nesaf yw ehangu graddfa

y dechnoleg a phrofi ei dichonoldeb ar raddfa fawr.Er mwyn cyflawni hyn, mae ymchwilwyr o Sefydliad Technoleg Madrid wedi bod yn adeiladu timau

i'w wneud yn bosibl.