در سال‌های اخیر، نیاز به منابع انرژی پایدار و قابل اعتماد افزایش یافته است. با افزایش نگرانی‌ها درباره تغییرات آب و هوایی و کاهش منابع فسیلی، محققان به دنبال راهکار‌های جدیدی برای ذخیره سازی انرژی هستند. یکی از این راه حل‌های نوآورانه که در حال جلب توجه بسیاری است، باتری شنی است. در این مقاله به بررسی کامل باتری شنی و نقش آن‌ها در آینده انرژی خواهیم پرداخت.
باتری شنی چیست؟
باتری شنی یک نوع جدید از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی هستند که از شن به عنوان ماده اصلی استفاده می‌کنند. این باتری‌ها بر اساس اصل انتقال حرارت کار می‌کنند و از قابلیت‌های بالای شن در ذخیره‌سازی و آزادسازی حرارت بهره می‌برند. با استفاده از این فناوری، می‌توان انرژی حاصل از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد را ذخیره کرد و در مواقع نیاز از آن استفاده نمود.
ساختار و عملکرد باتری شنی
باتری شنی از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند که هر یک نقش مهمی در عملکرد کلی این سیستم دارند:
مخزن ذخیره سازی حرارت باتری شنی
شن: ماده اصلی در این باتری‌ها شن است که به دلیل ظرفیت حرارتی بالا و در دسترس بودن، انتخاب شده است. شن توانایی ذخیره مقدار زیادی حرارت را دارد و می‌تواند این حرارت را به تدریج آزاد کند.
عایق‌ها: برای جلوگیری از اتلاف حرارت و حفظ کارایی باتری، از عایق‌های حرارتی در اطراف مخزن استفاده می‌شود.
مبدل حرارتی
مبدل حرارتی: این بخش از باتری وظیفه تبدیل انرژی حرارتی ذخیره شده در شن به انرژی الکتریکی را بر عهده دارد. مبدل حرارتی می‌تواند از انواع مختلفی ترموکوپل‌ها یا توربین‌های بخار استفاده کند که هر کدام کارایی‌های خاص خود را دارند.
مایعات انتقال حرارت: در برخی از طراحی‌ها، از مایعات خاصی برای انتقال حرارت از شن به مبدل حرارتی استفاده می‌شود.
سیستم کنترل
کنترلرهای الکترونیکی: این سیستم‌ها وظیفه مدیریت جریان، کنترل دما و فشار، بهینه‌سازی عملکرد باتری را بر عهده دارند. کنترلرهای الکترونیکی می‌توانند بر اساس نیازهای لحظه‌ای، تنظیمات مناسبی را اعمال کنند تا کارایی باتری به حداکثر برسد.
سنسورها: انواع مختلفی از سنسورها برای نظارت بر دما، فشار، و سطح انرژی در باتری شنی استفاده می‌شوند. این سنسورها اطلاعات لازم را به سیستم کنترل ارسال می‌کنند.
عملکرد باتری شنی چگونه است؟
عملکرد باتری‌های شنی بر اساس اصل ذخیره سازی و آزاد سازی انرژی حرارتی است. در زیر مراحل عملکرد این باتری‌ها را شرح مدهیم.
ذخیره سازی انرژی حرارتی
در روز، انرژی خورشیدی توسط صفحات خورشیدی یا متمرکزکننده‌های خورشیدی جذب و به حرارت تبدیل می‌شود. این حرارت سپس به مخزن ذخیره‌سازی حرارت منتقل می‌شود. شن داخل مخزن حرارت را جذب کرده و گرم می‌شود. به دلیل ظرفیت حرارتی بالای شن، این ماده می‌تواند مقدار زیادی حرارت را ذخیره کند.
ذخیره سازی انرژی
نگهداری حرارت: حرارت ذخیره شده در شن به مدت طولانی باقی می‌ماند. این ویژگی باتری‌های شنی را به یک گزینه مناسب برای ذخیره سازی انرژی در طول شب یا در روزهای ابری تبدیل می‌کند. ادامه مطلب باتری شنی
- ۰۳/۰۳/۱۹