Garam, silikon atau grafit: penyimpanan energi melampaui baterai lithium ion

Teknologi yang menggunakan gel, cairan, dan silikon cair atau garam semuanya bisa mengklaim sepotong pasar penyimpanan energi terbarukan yang terus berkembang.

Antara pertengkaran politik menyusul serentetan pemadaman listrik di Australia Selatan dan pengusaha miliarder Elon Musk tweeting bahwa dia telah memperbaiki, dan kemudian pemerintah Australia Selatan mengumumkan bahwa mereka akan membangun fasilitas penyimpanan baterai yang terhubung ke kotak penyimpanan.

Sementara baterai lithium ion yang dijual oleh Tesla dan yang lainnya mungkin adalah teknologi penyimpanan yang paling banyak dikenal, beberapa opsi penyimpanan energi lainnya sudah ada di pasaran, atau cepat berjalan ke sana.

Semua berharap untuk mengklaim dari indikasi yang akan menjadi kue yang sangat besar. Penyelenggara Pasar Energi Australia memperkirakan bahwa lebih dari 1,1 juta sistem penyimpanan baterai baru akan dipasang di rumah tangga Australia pada tahun 2035. Dan, menurut laporan Dewan Iklim tahun 2015, kapasitas penyimpanan baterai diperkirakan akan tumbuh 50 kali lipat dalam waktu kurang dari satu dekade. .

"Pasar untuk penyimpanan sangat besar," kata Kevin Moriarty, ketua eksekutif 1414 Degrees, sebuah perusahaan penyimpanan panas berbasis di Adelaide yang berharap dapat memenangkan tender sistem penyimpanan 100MW di Australia Selatan.

Sistem Australia Selatan akan menjadi yang terbesar di Australia sejauh ini namun Moriarty menggambarkannya sebagai "setetes lautan" dibandingkan dengan apa yang dibutuhkan saat Australia beralih dari bahan bakar fosil yang memancarkan karbon dioksida.

Kebutuhan akan solusi penyimpanan energi adalah konsekuensi alami dari jaringan energi yang memiliki jumlah sumber energi terbarukan yang meningkat. Pembangkit listrik tenaga surya tidak menghasilkan energi saat matahari tidak bersinar dan windfarms terhenti saat angin tidak berhembus.

Pada tingkat grid, fluktuasi pasokan yang dihasilkan, dikombinasikan dengan permintaan yang dapat melonjak cepat saat cuaca panas, misalnya, dapat menyebabkan kerusakan dengan pasokan listrik 50Hz stabil yang dibutuhkan untuk menyalakan segala sesuatu mulai dari gelombang mikro hingga jalur produksi pabrik.

Secara tradisional, turbin bertenaga bahan bakar fosil digunakan untuk merespons perubahan beban dengan cepat. Jika dinyalakan saat dibutuhkan, output listrik naik turun atau turun sehingga ada cukup listrik, pada frekuensi yang tepat, untuk memenuhi permintaan.

Sistem penyimpanan energi terbarukan, yang mencakup baterai dan sistem penyimpanan termal, dijalankan dari unit rumah tangga kecil hingga pembangkit listrik dan teknologi skala grid. Apa yang ingin mereka lakukan adalah memungkinkan listrik dilepaskan ke sistem saat dibutuhkan (disebut penggeseran beban) bukan hanya saat kolektor surya atau turbin angin beroperasi.

"Penyimpanan memungkinkan Anda untuk menyebarkan muatan dan, jika Anda bisa melakukan itu, Anda tidak lagi membutuhkan generator muatan dasar yang disebut besar," kata Moriarty.

Dalam sistem penyimpanan termal, listrik atau listrik yang dapat diperbaharui yang dibeli dari grid pada tingkat di luar puncak digunakan untuk memanaskan material sampai suhu tinggi. 1414 Derajat menggunakan silikon cair (elemen melimpah dan murah yang merupakan komponen utama pasir) yang dipanaskan sampai titik lelehnya 1414 derajat.

Panas yang tersimpan kemudian dapat digunakan di lain waktu untuk menghasilkan listrik (menggunakan turbin) yang dimasukkan kembali ke dalam grid. Hal ini juga dapat melepaskan panas untuk digunakan di sistem pemanas distrik untuk pemanas air panas atau ruang.

Perusahaan telah mengembangkan sistem 10MW atau 200MW, yang dapat menyimpan panas hingga dua minggu, meskipun dirancang untuk dapat terus-menerus mengisi dan melepaskan sesuai permintaan.

Tidak seperti baterai, yang memiliki jumlah yang terbatas dari siklus pengisian / pengosongan, silikon cair dapat digunakan tanpa batas waktu dan dapat didaur ulang saat unit mencapai akhir masa kerja 20 tahun mereka.

Sistem penyimpanan termal lainnya mengambil panas langsung dari sinar matahari ke bahan penyimpanan panas. Dalam sistem ini, memusatkan kolektor surya (bukan sel fotovoltaik) digunakan untuk memanaskan cairan yang kemudian dapat memanaskan media penyimpanan. Fasilitas berskala pilot di Jemalong dan Danau Cargelligo, keduanya di NSW tengah barat, menggunakan garam cair atau grafit untuk menyimpan panas.

Menurut Prof Frank Bruno, pemimpin Kelompok Penyimpanan Energi Termal di University of South Australia, salah satu keuntungan dari penyimpanan termal adalah kemampuan untuk beroperasi pada suhu tinggi, tidak seperti baterai, yang komponennya menderita suhu di atas sekitar 50 derajat.

Keuntungan lainnya adalah harga. "Menyimpan energi sebagai energi termal jauh lebih murah karena penyimpanan baterai, meski pembangkit tenaga fotovoltaik saat ini bersaing dengan kolektor surya terkonsentrasi," kata Bruno.

Inisiatif Penelitian Termal Solar Australia, yang mana Bruno adalah anggotanya, mencoba untuk membawa biaya kolektor surya terkonsentrasi ke bawah, yang akan membuat sistem penyimpanan panas terintegrasi terintegrasi dengan harga yang lebih kompetitif secara keseluruhan.

Menurut Prof Thomas Maschmeyer, salah satu pendiri perusahaan Sydney University of Sydney, pembuat baterai berkonsentrasi untuk mencoba mengatasi beberapa keterbatasan utama baterai lithium ion. Salah satunya adalah minimnya pasokan bahan baku yang dibutuhkan untuk membuatnya, pasokan yang tidak mungkin memenuhi permintaan penyimpanan energi masa depan.

Baterai gelion menggunakan seng dan bromida, elemen dengan persediaan lebih stabil dan berlimpah daripada baterai lithium dan kobalt lithium ion. Tidak seperti baterai lithium ion, yang akan menjadi lebih mahal karena permintaan bahan baku melebihi pasokan, harga baterai Gelion hanya akan berkurang seiring dengan meningkatnya skala produksi.

Teknologi Gelion didasarkan pada tweak kimia seng / bromida (yang sudah digunakan pada baterai Redflow) yang berarti baterai beroperasi dengan gel dan bukan cairan. Baterai yang dihasilkan terlihat dan bekerja seperti baterai lithium ion, namun dengan toleransi panas yang lebih besar. Gelion saat ini mengumpulkan dana untuk membuat prototipe mereka menjadi produksi komersial.

Meskipun saat ini tidak ada yang terdepan untuk mengganti baterai lithium ion, menurut mereka yang bekerja di berbagai perangkat penyimpanan yang tersedia, akan ada banyak pilihan mulai dari penyimpanan listrik rumah tangga, hingga sistem tingkat grid seperti yang diusulkan untuk Australia Selatan.

"Pasarnya cukup besar dan kebutuhannya beragam, jadi ada tempat untuk mereka semua," kata Moriarty, dikutip dari the guardian.(kakikukram.com)

Images:
The guardian

0 komentar:

Post a Comment