Enerjinin Geleceği : Batarya ve Depolama Teknolojileri

Elektrik üretiminin ve elektrik şebekesinin 21. yüzyıla adapte olma çabaları çok yönlüdür. Elektrik şebekesinin, uygun maliyetli karbon yakalama ve şebekeyi akıllı hale getirme yollarını içeren hidro, yenilenebilir enerji kaynakları ve nükleer gibi yeni nesil düşük karbonlu kaynakların bir karışımına ihtiyacı var.

Ancak batarya ve depolama teknolojileri, buna yetişmekte zorlanıyor. Bu teknolojiler, güneş ve rüzgar gibi kesintili kaynakları kullanan, karbon kısıtlı bir dünyada herhangi bir başarı için kritik öneme sahip. Bu hafta, Enerji Bakanlığı’nın Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’nda milyonlarca dolarlık bir elektrik şebekesi araştırma kompleksi kurmaya karar verdiği ileri sürüldü. Daha da iyisi, daha büyük piller bu araştırmanın ana bileşeni. PNNL Laboratuar Enerji ve Çevre Müdürü Jud Virden, mevcut lityum-iyon pillerin mevcut teknolojiye ulaşmasının 40 yıl sürdüğünü belirtti ve “Bir sonraki seviyeye geçmek için 40 yılımız yok, 10 yılda yapmamız gerek” dedi.

Bataryalara ek olarak, aralıklı enerjiyi depolamak için termal enerji depolama gibi başka teknolojilerimiz de mevcut. Bu depolama teknolojisi, geceleyin soğutmanın yaratılmasını ve yoğun zamanlarda ertesi gün kullanılmak üzere elektriğin saklanmasını sağlar. Şu anda, en yaygın kullanılan depolama yöntemi pompalı hidro depolamadır. Barajın arkasındaki bir baraj gölüne su pompalamak için fazla elektriği kullanır. Daha sonra, enerjiye olan talep yüksek olduğunda, depolanan su barajdaki elektrik türbinlerinden salınır. Pompalı hidro, günümüzde şebeke depolarının %99’unda kullanılmaktadır. Ancak, pompanın kullanabileceği yerin jeolojik ve çevresel kısıtlamaları bulunmaktadır.

Lityum iyon piller, küçük, hafif bir bataryaya çok fazla enerji depolayabilirler, bu sayede dizüstü bilgisayarlar ve cep telefonları gibi küçük elektronik cihazlarda tercih edilen batarya haline gelirler. Ancak, Li-ion pillerin kullanım ömrü çok kısa ve hızlı ısı üretimi gibi sorunları var. Yakın gelecek için, kişisel cihazlar ve elektrikli araçlar gibi küçük hacimli nişlere hâkim olacaklar. Ancak, ticari amaçlı ölçeklendirilmiş ticari akü pazarı için daha uzun ömürlü daha büyük sistemlere ihtiyacımız var. Ortaya çıkan en son teknoloji, vanadyum akış bataryası olarak da bilinen vanadyum redoks bataryasıdır. V-flow piller tamamen dolu, yanmaz, kompakt, yarı sonsuz döngülerde tekrar kullanılabilir, depolanan enerjinin %100’ünü boşaltır ve 20 yıldan fazla bozulmaz. Yerkabuğu, lityumdan çok daha fazla vanadyum içermektedir ve her yıl Li’nin iki katı V üretilir.

Bu V-flow piller oldukça büyük olabilir ve endüstriyel ve faydalı ölçekli uygulamalar için en uygun olanlardır. Hiçbir zaman bir elektrikli arabaya sığamadıkları için Tesla aküsü şimdilik güvenli. Ancak V-flow batarya, faydalı ölçekli uygulamalar için Li-ion ve diğer katı bataryalardan daha fazla güç harcar. Sadece daha güvenli, daha ölçeklenebilir, daha uzun ömürlü ve daha ucuz – kWh başına maliyetin yarısından daha az. Gelecekte enerji depolamak, enerji üretimi geliştikçe daha da önem kazanıyor ve şimdiye kadar olduğundan daha yaratıcı ve daha az maliyetli olmamız gerekiyor. Elimizdeki aletler – aküler, pompalı depolama, termal – onları hızlı bir şekilde dağıtmamız gerekiyor.

Kaynak: “Energy’s Future – Battery and Storage Technologies”, Forbes   

İndirmek için tıklayın

X