Yüksek Isıda Parlayan Kalayla Elektrik Depolama

Fourth Power” adlı şirket, termal fotovoltaik (TPV) enerjisinden elde ettiği enerjiyi yüksek verimlilikle depolamak amacıyla bir yöntem geliştirdi. Verimliliği daha da artırma potansiyeli bulunuyor.

Dünyadaki tüm fosil yakıt santrallerini kapatıp ihtiyacımızın üç katı kapasitede güneş ve rüzgar enerjisi santralleri kurmuş olsak bile, güneş ve rüzgarın güvenilmezliği nedeniyle elektrik kesintilerinden tamamen kurtulamayız. Bu sorunu çözmenin tek yolu, bol miktarda elektrik depolamaktır.

Ancak, elektriği depolamanın maliyeti, bir kilovatsaat elektrik üretmekten çok daha yüksektir. Bu durum, kısa vadede kurulumu ve işletilmesi zor olan ve ayrıca tartışmalı atıklara neden olan nükleer santraller gibi seçeneklere bağımlı olduğumuz anlamına gelir.

Bu nedenle, elektriği ucuz ve sorunsuz bir şekilde depolamak için dünya genelinde bilim insanları ve şirketler, ileride güneş ve rüzgar gibi standart teknolojiler haline gelecek çözümler üzerinde çalışıyorlar. Bu teknolojiler arasında en çok gelecek vaat edenlerden biri, yüksek ısıda sıvı formunda parlayan metallerin yaydığı kızılötesi ışınları elektrik enerjisine dönüştüren Termal Fotovoltaik (TPV) panellerdir.

Evet, doğru. Kızılötesi ısı yayım teknolojisi, birçok kişinin evlerinde kullandığı “UFO” olarak bilinen cihazlarda zaten kullanılıyor. Bu cihazlar, kızılötesi ışınlar aracılığıyla enerjiyi yayarak çevrelerini ısıtır. Aynı prensip, güneşin de görünmez dalga boylarındaki enerji aracılığıyla bizi ısıtmasına dayanmaktadır. Dolayısıyla, bu tür teknolojiler günlük yaşamımızın bir parçası haline gelmiş durumda ve kızılötesi ışınlar aracılığıyla enerji transferi, farklı uygulamalarda kullanılarak çeşitli alanlarda fayda sağlamaktadır.

Evet, doğru. TPV paneller şu anda %40’a kadar verimlilik seviyelerine ulaşmış durumda ve gelecekte %50’ye kadar daha da geliştirilebilirler. Ancak, bu panellerin ne kadar verimli olursa olsun, güneşten uzakta bulunmamız nedeniyle doğrudan güneşe yönlendirilse bile yeterli enerji elde etmeleri mümkün değildir. Ancak, enerji depolama amacıyla kullanılmak üzere oldukça pratiklerdir. Bu paneller, güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüremeyebilirler, ancak ısı enerjisini elektriğe dönüştürme yetenekleri sayesinde enerji depolama sistemlerinde etkili bir şekilde kullanılabilirler. Bu nedenle, TPV panelleri, güneş enerjisinden doğrudan elektrik üretimi için belki de en iyi seçenek olmasa da, enerji depolama çözümleri için oldukça pratik bir seçenek sunarlar.

Fourth Power firması, elektriği kullanarak 2400 °C’a kadar ısıtılan kalayı dev ısı yalıtımlı tanklarda muhafaza ediyor. Bu yöntemle ısıtılan kalay, günlük kullanımında sadece %1 oranında enerji kaybına uğruyor. Daha sonra, bu sıvı kalay, firmanın kendi üretimi olan grafit pompalar aracılığıyla dünyada ilk kez kullanılan bir teknoloji olan TPV hücrelerinin bulunduğu bölüme pompalanarak enerjisinin TPV hücreleri tarafından emilmesi sağlanıyor ve ardından depoya geri dönüyor.

Grafit pompalar, 2400 °C sıcaklığındaki bir metali taşıyarak en yüksek sıcaklıkta pompalama rekorunu elinde bulunduruyor. Bu, akışkan mekaniğinde 100 yıldır görülmemiş bir başarıdır. Ayrıca, firma tarafından geliştirilen TPV hücreleri %40 verimliliğe sahiptir, ki bu da bir önceki dünya rekoru olan %32’yi aşan bir başarıdır.

Firma, elektriği depolayıp tekrar ürettiğinde %50 oranında verimlilik elde ediyor. Bileşenler o kadar ucuz ki depolama maliyeti kwh başına 25$’a kadar düşüyor. Lityum iyon bataryaların 139$’a kadar düşmesine rağmen halen çok yüksek. Üstelik bu sistemde daha büyük bataryalar ya da birden fazla depo ile maliyeti daha da aşağı düşürmeniz mümkün. Böylece ister 5 saatlik elektrik depolayabilir ister 100 saatlik enerji saklayabilirsiniz.

Sistem, istenirse ısı enerjisini elektrikle birlikte üretebilecek bir kapasiteye sahiptir. Bu durumda saklanan enerjinin geri dönüş verimi neredeyse %100’e ulaşabilir. Elde edilen ısı enerjisi, endüstriyel kullanım veya şehir merkezi ısıtma sistemleri gibi alanlarda kullanılabilir.

Sistem tamamen inert olan argon gazı ile doldurulmuştur, bu da herhangi bir oksidasyon olasılığını ortadan kaldırır. Ayrıca, korozyon önlemleri alındığından dolayı sistemin en az 30 yıl ömre sahip olması beklenmektedir.

Firma, geçtiğimiz günlerde 19 milyon dolarlık Seri A fonlamasını elde etti. Bu sermaye ile firma, 2026 yılına kadar ilk 1 MWh’lik prototipini tamamlamayı planlamaktadır.