تقنية جديدة لتخزين الطاقة الشمسية على مدار الساعة

يتواصل انتشار تقنيات تخزين الطاقة الشمسية، وسط اهتمام من كبرى الشركات والمستثمرين، استغلالًا للزخم العالمي حول التوجه إلى الطاقة النظيفة في توليد الكهرباء.

وبدأت شركة سيكامور إنترناشونال الأميركية، المتخصصة في إعادة تدوير وتجديد الأجهزة الإلكترونية، تركيب نظام بطارية تدفّق الحديد، وهو نظام بطاريات متطور إلى جانب ألواح الطاقة الشمسية على السطح بقدرة 115 كيلوواط.

وستسمح البطارية الجديدة، لدى مقرّ شركة مقاطعة الواقع في مقاطعة تشيستر بمدينة فيلادلفيا الأميركية، باستخدام الطاقة الشمسية في الليل، وقد تساعد في التخفيف من أزمة المناخ، حسب بيانات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وتُعنى شركة سيكامور إنترناشونال بإعادة تدوير المعدّات الإلكترونية، بما في ذلك تجديد 30 ألف جهاز حاسوب محمول قديم شهريًا لإعادة بيعها، وفقًا لما نشرت صحيفة "إنكوايرر" (Enquirer) الأميركية.

• سوق بطاريات تخزين الكهرباء عالميًا قد تصل لـ500 غيغاواط (تقرير)

وقال الرئيس التنفيذي للشركة، ستيفن فيغات، إن اهتمام الشركة ينصبّ على الاقتصاد الدائري.

في أواخر أغسطس/آب الماضي، أعلن ستيفن فيغات استغناء شركته عن إمدادات الشبكة الكهربائية، حيث تبنّت نظامًا مبتكرًا جديدًا لتخزين البطاريات يضمن تزويد أعمالها بالطاقة الشمسية حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.

وقد جازف فيغات باختياره لتقنية تخزين الكهرباء، واختار نظامًا جديدًا يسمى بطارية تدفّق الحديد، الذي يُعدّ الأول من نوعه على الساحل الشرقي.

تقنية تخزين الطاقة الشمسية

تعدّ بطاريات تدفّق الحديد من بين العديد من تقنيات تخزين الكهرباء الواعدة على نطاق الشبكة التي تتنافس على القبول في سوق تتوسع فيه الطاقة المتجددة بسرعة لتحلّ محلّ مصادر الطاقة التي تنبعث منها غازات الاحتباس الحراري.

وبالنظر إلى تزايد أهمية توليد الكهرباء الطاقة المتجددة، من المتوقع أن تؤدي سوق أنظمة تخزين الكهرباء دورًا رئيسًا، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

تجدر الإشارة إلى أن أنظمة طاقة الرياح والطاقة الشمسية تنتج الكهرباء بشكل متقطع، اعتمادًا على الطقس، ويقول مشغّلو الشبكات، إنهم سيحتاجون إلى المزيد من أنظمة التخزين، إذ تستحوذ الطاقة المتجددة على حصة أكبر من سوق توليد الكهرباء.

ويتوقع صانعو أجهزة تخزين البطاريات تحفيزًا بموجب قانون خفض التضخم، الذي وقّعه الرئيس الأميركي جو بايدن ليصبح قانونًا في 16 أغسطس/آب، ويتضمن القانون حوافز ضريبية لمشتري أجهزة تخزين الكهرباء.

مزايا الأمان بطارية تدفق الحديد

تختلف بطارية تدفّق الحديد اختلافًا كبيرًا عن بطارية الليثيوم أيون، وهي الجهاز الذي يشيع استخدامه في السيارات الكهربائية والأجهزة المحمولة وبعض التطبيقات التجارية.

وتتمثل الميزة الرئيسة لبطارية تدفّق الحديد في أن المنحل الكهربائي لديها، أو المادة الذي توصل أطراف الشحن الكهربائي، ليست مصنوعًة في بلد معادٍ.

علاوة على ذلك، يتكون المنحل بالكهرباء من كلوريد الحديدوز، المكوَّن أساسًا من الحديد والملح والماء، وجميع هذه المواد متوفرة على نطاق واسع.

وعلى عكس الليثيوم ، فإن هذه المادة غير سامة ولا تسخن ولا تنفجر.

ويمكن لبطارية شركة سيكامور إنترناشونال طويلة الأمد تفريغ كهربائها لأكثر من 12 ساعة، أي نحو 3 مرات أطول من بطارية الليثيوم، أو تقريبًا مع الوقت الذي لا تشرق فيه الشمس.

وتتميز بقدرتها على استيعاب نحو 400 كيلوواط/ ساعة من الكهرباء، وهو ما يكفي لتزويد نحو 28 منزلًا لمدة 12 ساعة.

وتُعدّ بطارية تدفّق الحديد مضمونة لتحمّل أعباء التشغيل لمدة 25 عامًا من دورات الشحن والتفريغ دون أن تتلف.

وقال الرئيس التنفيذي لشركة سيكامور إنترناشونال، ستيفن فيغات، إنه يحرص على عدم وجود مواد كيميائية سامة، ولا مخاطر الحريق التي تواجه بطاريات الليثيوم أيون.

وأوضح أنه يمكن تدويرها طوال الوقت، على عكس بطاريات الليثيوم أيون التي لها عدد محدود من الدورات، قبل أن تحتاج إلى استبدالها.

في المقابل، يتمثل الجانب السلبي لبطاريات التدفق في أنها كبيرة وثقيلة وثابتة، وتوضع في حاوية شحن طولها 40 قدمًا (12.192 مترًا)، وتزن نحو 20 طنًا قبل إضافة 19000 لتر من الإلكتروليت.

ولم تُصَمَّم للسيارات أو الأجهزة المحمولة، بل من أجل دعم واسع النطاق لشبكة الكهرباء.

بطارية ثانية تحت الطلب

يقع معظم تخزين الطاقة الشمسية طويل الأمد في الدول بمحطات الطاقة الكهرومائية، التي تُخَزَّن بالضخ، مثل منشأة "مدي رن" التابعة لشركة "كونستيليشن إنرجي" في مقاطعة لانكستر بولاية بنسلفانيا، إذ تُضخ المياه في خزّان مرتفع، ثم تُطلَق لتوليد الكهرباء عند الحاجة.

• أيهما أكثر أمانًا بطارية الليثيوم أيون أم الحالة الصلبة؟ (تقرير)

وتخزّن بطاريات التدفق الكهرباء في خزّانات من الإلكتروليتات، التي تمر عبر غشاء كهروكيميائي لاستخراج الإلكترونات خلال عملية الشحن والتفريغ.

ويُطلق على جهاز تدفّق الحديد الذي طلبته شركة سيكامور الأميركية اسم "إنرجي ويرهاوس"، الذي تصنّعه شركة "إي إس إس تك" في مدينة ويلسونفيل، بولاية أوريغون.

وتعمل الشركة على تطوير بطارية تدفّق الحديد التجارية لأكثر من عقد، وفي العام الماضي طُرِحَت للاكتتاب العام مع شركة استحواذ، لتصبح أول شركة مصنّعة للبطاريات طويلة الأمد مدرجة في البورصة.

وكسائر العديد من الشركات الناشئة في مجال التكنولوجيا، كان أداء أسهمها ضعيفًا هذا العام، وانخفض بنسبة 60% منذ إطلاقه في أكتوبر/تشرين الأول الماضي.

اقرأ أيضًا..

• أكبر حقل نفط في الكويت.. معلومات عن "العملاق" برقان
  
• أكبر حقول النفط العربية.. السعودية والكويت والجزائر بين الأبرز (تقرير)
  
• النفط الإيراني يتدفق قريبًا إلى الصين بأسعار مغرية.. هل ينافس روسيا؟