vind-och solenergi är rikliga, rena, allt billigare energikällor och bidrar redan avsevärt till ansträngningarna för att minska koldioxidutsläppen i elnätet. Men eftersom solen bara skiner en del av dagen och vinden är oförutsägbar eller starkast sent på kvällen, är dessa energikällor inte konsekventa.
om det produceras mer energi än elnätet behöver, är kapaciteten hos vind-och solparker helt enkelt bortkastad. Värre, om elbehovet ökar under perioder med låg förnybar energiproduktion, kommer Verktyg ofta att elda upp så kallade ”peaker plants” som avger stora mängder CO2 i förhållande till vanliga kraftverk. Med ingen ren, kostnadseffektiv teknik för lagring av förnybar energi för att tjäna dessa toppar, mängden förnybar energi nätet kan hantera kan begränsas, och tillväxten av förnybar energi under det kommande decenniet kan stagnera.
tekniker finns för att hjälpa nätet att hantera snabba efterfrågespikar och lagra energi i flera månader. Men nuvarande lösningar är dyra och fångar inte all energi som produceras av förnybara energikällor. Tänk om vi kunde dra full nytta av förnybar energi med ett billigt system som kunde placeras nästan var som helst och lagra energi i några timmar eller till och med upp till flera veckor?
Nobelprisvinnande Stanford-fysikprofessor Robert Laughlin designade ett teoretiskt system som lagrar el som värme (i smält salt vid hög temperatur) och kallt (i en lågtemperaturvätska som liknar frostskyddsmedel du har i din bil). Den energi som lagras i salt kan hållas i dagar eller till och med veckor tills det behövs.
i alfabetets Maltas system lagras energi som termisk energi – både värme och kyla. Termodynamiken bakom Maltas lagringsteknik visas här:
i sitt arbete kartlade Professor Laughlin det övergripande systemet och bevisade matematiken för hur alla komponenter skulle fungera tillsammans. X bestämde sig för att starta ett litet team för att ta nästa steg: utforma de enskilda komponenterna och förstå systemet överlag tillräckligt bra för att utvärdera om detta skulle fungera i den verkliga världen – och till ett konkurrenskraftigt pris.
efter mer än 2 år bygga CAD – ritningar, kör omfattande datorsimuleringar, och 3D-utskrift massor av delar, teamet på X har detaljerade tekniska konstruktioner som är nästan redo att förvandlas till verkliga maskiner-ner till den exakta vinkeln på varje blad i en turbin och styrkan och tjockleken på det material som används.
(vänster) SiYuan justerar CAD-ritningar av teknik som underlättar kylprocessen. (Höger) för att bygga ett mycket effektivt system måste teamet designa från alla vinklar. Här tittar Sebastian, Adrienne och Siyuan på en 3D-prototyp för att diskutera bladhöjd.
teamet har också lärt sig att detta system har några viktiga egenskaper som gör det lönsamt ur både miljö-och kostnadsperspektiv:
- billiga komponenter. Även om turbinerna och värmeväxlarna behöver anpassad teknik, använder mycket av systemet konventionell teknik – ståltankar, luft och kylvätskor är alla enkla att anskaffa. Salt extraheras lätt från jorden och kan användas om och om igen för att lagra värme utan att försämra eller avge giftiga biprodukter.
- flexibel placering. Detta system är inte beroende av särskilt väder eller specifika platser. Det kan vara nära den förnybara energikällan, eller nära där det finns hög efterfrågan på elnätet.
- Långvarig och lätt att expandera. Salttankarna kan laddas och laddas flera tusen gånger, i eventuellt upp till 40 år-tre eller flera gånger längre än andra nuvarande lagringsalternativ. För att lägga till mer lagringskapacitet lägger du bara till fler tankar med salt och tankar med kall vätska, vilket håller systemkostnaderna låga.
Malta går snabbt för att testa kommersiell lönsamhet och letar efter banbrytande, innovativa industripartners för att hjälpa oss att få detta system till liv.
nästa steg är att bygga en megawatt-skala prototyp anläggning som skulle vara tillräckligt stor för att bevisa tekniken i kommersiell skala. Malta letar efter partners med expertis för att bygga, driva och ansluta en prototyp till nätet. X är också intresserad av att prata med kunder av nätskala energilagring, energisystemtillverkare och energisystembyggnadsföretag.