29 نوامبر 2024-ذخیره انرژی خورشیدی-©shutterstock/r.classen
بایرن قرار است با ایجاد مرکز SolBat، یک مرکز پیشگام که به پیشرفت باتری های خورشیدی و اپتیونیک اختصاص داده شده است، به یک مرکز جهانی برای تحقیقات انرژی پیشگامانه تبدیل شود.
این ابتکار با حمایت وزارت امور اقتصادی باواریا، همکاری بین دانشگاه فنی مونیخ (TUM) و انجمن ماکس پلانک (MPG) است. هدف این مرکز پیشرفته ایجاد انقلابی در ذخیره‌سازی انرژی با کاوش در راه‌های جدید برای مهار و ذخیره انرژی خورشیدی کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر است.
وزیر امور اقتصادی بایرن، هوبرت آیوانگر، در یک نمایش بزرگ حمایتی اعلام کرد که ایالت آزاد بایرن تا سقف 8 میلیون یورو به مرکز SolBat کمک مالی می کند.
آیوانگر اظهار داشت: «امروز ما با چالش‌های بی‌سابقه‌ای در حوزه انرژی و پایداری مواجه هستیم. برای توسعه راه حل های انرژی جدید، مواد مدرن به اندازه مفاهیم جدید برای تبدیل و ذخیره انرژی مهم هستند.من متقاعد شده‌ام که ابتکار SolBat کمک بزرگی به یافتن راه‌حل‌هایی برای افزایش نیاز ذخیره‌سازی انرژی در آینده خواهد کرد.ما با حمایت مالی خود از اقدامات زیرساختی در پردیس TUM’s Garching، به قرار دادن باواریا در خط مقدم نوآوری در ذخیره انرژی خورشیدی کمک می کنیم.
در قلب مأموریت مرکز SolBat، مطالعه باتری های خورشیدی، یک فناوری نوظهور با پتانسیل بسیار زیاد است.برخلاف سیستم‌های سنتی که سلول‌های خورشیدی برق تولید می‌کنند و باتری‌ها آن را ذخیره می‌کنند، باتری‌های خورشیدی هر دو عملکرد را در یک قطعه واحد و یکپارچه ترکیب می‌کنند.این سیستم ها نور خورشید را به صورت شیمیایی به عنوان انرژی الکتروشیمیایی ذخیره می کنند بدون اینکه ابتدا آن را به الکتریسیته تبدیل کنند که به طور قابل توجهی کارایی را بهبود می بخشد.
باتری های خورشیدی نویدبخش کاهش نوسانات انرژی خورشیدی ناشی از آب و هوا یا چرخه های روزانه هستند.با تقویت حرکت یون در مواد، این فناوری نه تنها خروجی انرژی را تثبیت می کند، بلکه کارایی کلی سیستم های انرژی تجدیدپذیر را نیز بهبود می بخشد.
باتری های خورشیدی با ادغام سلول های خورشیدی با اجزای باتری کار می کنند. هنگامی که نور خورشید به دستگاه برخورد می کند، فوتون ها الکترون ها را در لایه جذب کننده نور تحریک می کنند و باعث واکنش های الکتروشیمیایی می شوند.در این فرآیند، یون‌ها – مانند لیتیوم یا اکسیژن – در مواد باتری حرکت می‌کنند و انرژی را ذخیره می‌کنند.
جنبه نوآورانه باتری های خورشیدی در توانایی آنها برای استفاده از نور برای کنترل همزمان تحریک الکترون و حرکت یون نهفته است.این عملکرد دوگانه، اتلاف انرژی را در مقایسه با سیستم‌های معمولی، که در آن دستگاه‌های جداگانه تولید و ذخیره‌سازی می‌کنند، به حداقل می‌رساند. نور همچنین حرکت یون را در مواد حالت جامد تسریع می کند و سرعت شارژ و تخلیه را بهبود می بخشد.
هنگامی که انرژی ذخیره شده در باتری مورد نیاز باشد، فرآیند معکوس می شود: یون ها به حالت اولیه خود باز می گردند و انرژی ذخیره شده را به عنوان الکتریسیته آزاد می کنند.این ادغام یکپارچه از جذب و ذخیره نور یک راه حل فشرده و کارآمد برای نیازهای انرژی، به ویژه در برنامه های خارج از شبکه ارائه می دهد.
تمرکز تحقیقات در مرکز SolBat فراتر از باتری‌های خورشیدی گسترش می‌یابد و شامل اپتویونیک می‌شود، زمینه‌ای که یونیک‌های نوری و یونی حالت جامد را پل می‌کند.
Optoionics بررسی می‌کند که چگونه نور می‌تواند رفتار یونی را کنترل کند، و درهایی را به روی کاربردهای نوآورانه در ذخیره‌سازی انرژی، فوتوکاتالیز، فناوری حسگر و حتی هوش مصنوعی (AI) باز می‌کند.
این رویکرد میان رشته ای از شبیه سازی های مبتنی بر هوش مصنوعی و تحقیقات تجربی برای طراحی مواد و فرآیندهایی که سیستم های ذخیره انرژی را بهینه می کنند، استفاده می کند.دف این مرکز با ترکیب تخصص از زمینه های علمی متعدد، ایجاد دستگاه هایی با انرژی خورشیدی بسیار یکپارچه است که کارآمد، قابل اعتماد و سازگار هستند.
جنیفر روپ، دارنده کرسی الکتروشیمی حالت جامد در TUM و عضو موسسه فریتز هابر از انجمن ماکس پلانک، افزود: «آمیختگی فن‌آوری‌های خورشیدی و باتری، بعد جدیدی را برای آینده تامین انرژی پایدار خواهد گشود.
مفهوم مرکز منحصر به فرد ما در سطح جهانی مبتنی بر ادغام نزدیک تحقیقات پایه و توسعه فناوری است. ما این را فرصتی برای فشرده‌تر کردن و کارآمد کردن سیستم‌های انرژی می‌دانیم.»
مرکز SolBat که توسط دانشمندان TUM و MPG هدایت می شود، یک پلت فرم نوآوری منحصر به فرد را نشان می دهد.این همکاری بر یک رویکرد کل نگر تأکید دارد که به کل زنجیره ارزش از تحقیقات پایه تا کاربرد عملی می پردازد.سرمایه‌گذاری باواریا در فناوری باتری‌های خورشیدی نشان‌دهنده تعهد به پیشبرد راه‌حل‌های انرژی تجدیدپذیر و تثبیت موقعیت خود به عنوان یک رهبر در انتقال انرژی جهانی است.
با باتری های خورشیدی و اپتویونیک در هسته خود، مرکز SolBat می تواند نحوه جذب، ذخیره و استفاده از انرژی خورشیدی را در جهان تغییر دهد.
