Fremtidens batterier!

Alle er kjent med batterier, de fleste bruker dem hver dag i livet. De finnes i all slags forbrukerelektronikk fra klokker, bærbare datamaskiner og mobiltelefoner. Når de fleste tenker på et batteri, kommer et vanlig AA-kjemisk batteri i tankene, den typen du kan putte i en lommelykt eller en fjernkontroll for fjernsyn. Imidlertid er denne typen teknologi mye mer utbredt enn som så. Batterier kan komme i mange former og brukes mye i kraftproduksjons- og lagringsindustrien for å administrere elektrisk kraft innenfor nett. Faktisk vil batteriteknologi sannsynligvis være nøkkelfaktoren i utviklingen av fornybar energiteknologi i de kommende årene.



Dette er et resultat av en særhet knyttet til fornybar energi. I motsetning til andre kraftkilder som kan slås av og på etter behov, er fornybar energiproduksjon avhengig av været, hvis værforholdene er dårlige genereres det ikke strøm. Dette gjelder spesielt for solenergi som kun genererer strøm om dagen og ingen om natten. Dette fører til et strømbalanseringsproblem, elektrisitet brukes hele dagen og natten, så det må genereres av nettet for å møte etterspørselen.


Et fullstendig fornybart system vil ikke oppfylle dette kravet ettersom energiproduksjon kommer og går. Et system for å samle strømmen som genereres i løpet av dagen og distribuere den ved behov er nødvendig. Det er her batteriene kommer inn. Store batterier kan lagre strømmen og frigjøre den ved behov. Systemer av denne typen er allerede i bruk i dag. Store litiumionbatteribanker er konstruert som en del av det australske nettet for å lagre overflødig strøm. Bankene er for tiden inne i sin prøveperiode for å teste effektiviteten.


Litiumion-batterier er for tiden den mest populære formen for batterier i industrien, de er batteriene som vanligvis brukes i mobiltelefoner, forbrukerelektronikk så vel som elektriske kjøretøy. Dette er fordi de for øyeblikket er den beste løsningen for disse applikasjonene tilgjengelig. Imidlertid har de noen ulemper, spesielt når du ser på å bruke dem til storskala nettstrømlagring, slik vi ser på i dag. Materialene som kreves for å produsere batteriene er vanskelige å få tak i, da de for det meste utvinnes i afrikanske land med dårlig etisk arbeidspraksis, noe som fører til mye utnyttelse i litiumgruveindustrien.


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


Disse bekymringene for materialinnhenting resulterer også i at litiumionbatterier er dyre å produsere, slik at enheten for strømlagring per pund brukt, med andre ord kostnadseffektiviteten, er lav. Til slutt kan disse batteriene ha noen stabilitetsproblemer med flere batterier som forårsaker storskala branner i de australske batteritestsentrene når batteriene er overopphetet. Så selv om disse batteriene er gode for en rekke elektroniske forbrukerenheter, er de ikke så gode for storskala strømlagring.


Så hva slags alternativer finnes der ute? Det er selvfølgelig den tradisjonelle måten å lagre strøm på... vann! Vannkraftdammer er over hele verden og en utprøvd metode for å lagre og frigjøre elektrisitet. Under toppkraftproduksjon pumpes vann inn i et reservoar, og etter hvert som det trengs elektrisitet, frigjøres vannet fra reservoaret og passerer gjennom en turbin og genererer elektrisitet. Dette systemet har blitt brukt i hundrevis av år i en eller annen form, så det er en svært pålitelig måte å lagre store mengder strøm på. Det har imidlertid en stor ulempe, nemlig plassen og investeringene som kreves for å bygge et så stort prosjekt. Denne typen prosjekt er også begrenset til en viss geografi som krever store høyder og fjellandskap.


Det batteriteknologi trenger er innovasjon, heldigvis er en rekke nye batteriteknologiideer under utvikling for å prøve å fylle dette gapet i markedet. En spennende ny Edinburgh-basert oppstart har utviklet teknologi på samme måte som de gravitasjonsdrevne vannkraftverkene vi nettopp diskuterte, og løftet en tung vekt i stedet for vannet. Gravitricity har bygget en testseng for denne nye teknologien i Prince Albert Dock, Forth til lovende resultater! Sluttmålet til selskapet er å ettermontere de nedlagte kullgruvene i Storbritannia som lange sjakter for å heve og senke store vekter for å lagre og frigjøre elektrisitet.


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


Nå til en annen type energi... Termisk! Forskere ved mange institusjoner rundt om i verden undersøker utviklingen av termiske batterier. Disse batteriene varmer opp materiale når det er overflødig elektrisitet og konverterer den samme varmen til elektrisk energi for bruk når det er mindre energi tilgjengelig. Høyspesifikasjonsversjoner av denne teknologien bruker smeltede salter, oppvarmet til over 1000 grader celsius som termisk lagringsmateriale. Systemer som dette har sett lovende som en energilagringsmetode, men har fortsatt problemer med å flytte de smeltede saltene for å generere elektrisitet fra dem.


En versjon med lavere spesifikasjoner av denne teknologien er installert i Finland. Systemet, i samarbeid med en lokal landsby, varmer vanlig sand til 500 grader celsius ved hjelp av fornybare energikilder. Denne lagrede energien kan deretter brukes året rundt til å varme opp lokale hjem konsekvent (en spesielt viktig faktor over kalde finske vintre). Dette pilotanleggets proof of concept er spesielt spennende ettersom det er en ekstremt billig måte å lagre elektrisitet på og enkelt kan integreres i lokalsamfunn, og gir en mulighet til å utvikle lokale mikronett.





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


Forhåpentligvis kan du nå se hvor viktig batteriteknologi er for jordens grønne fremtid og hvordan forskjellige teknologier er godt under utvikling for å sikre at fornybar energi er mer effektiv og billigere enn noen gang!