ارائه انرژی پاک در تمام ساعات شبانه روز | اخبار MIT

همانطور که رشد مزارع خورشیدی و بادی در 20 سال گذشته قابل توجه بوده است، دستیابی به کربن زدایی کامل به مجموعه ای از فناوری های مکمل نیاز دارد. دلیلش این است که انرژی های تجدیدپذیر فقط انرژی متناوب ارائه می دهند. آنها همچنین نمی توانند به طور مستقیم دماهای بالای لازم برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی را فراهم کنند.

اکنون 247Solar در حال ساخت سیستم‌های انرژی خورشیدی متمرکز با دمای بالا است که از ذخیره انرژی حرارتی شبانه‌روزی برای تامین برق شبانه روزی و گرمای صنعتی استفاده می‌کند.

سیستم‌های مدولار این شرکت را می‌توان به‌عنوان ریزشبکه‌های مستقل برای جوامع یا برای تأمین برق در مکان‌های دور افتاده مانند معادن و مزارع استفاده کرد. آنها همچنین می توانند در ارتباط با مزارع بادی و خورشیدی معمولی استفاده شوند و به مشتریان برق 24/7 از انرژی های تجدیدپذیر می دهند و به آنها امکان می دهد استفاده از شبکه را جبران کنند.

بروس اندرسون، مدیر عامل 247 Solar ’69، SM ’73، می گوید: “یکی از انگیزه های من برای کار بر روی این سیستم، تلاش برای حل مشکل متناوب بودن بود.” من نمی‌توانستم ببینم چگونه می‌توانیم با فتوولتائیک خورشیدی (PV) و باد به آلایندگی صفر برسیم. حتی با PV، باد و باتری‌ها، نمی‌توانیم به آنجا برسیم، زیرا همیشه آب و هوای بدی وجود دارد و باتری‌های فعلی برای مدت طولانی مقرون به صرفه نیستند. شما باید راه حلی داشته باشید که 24 ساعت شبانه روز کار کند.»

سیستم این شرکت از طراحی یک مبدل حرارتی با دمای بالا توسط پروفسور بازنشسته فقید MIT، دیوید گوردون ویلسون، که شرکت را با همکاری اندرسون تأسیس کرده است، الهام گرفته شده است. این شرکت این مبدل حرارتی را با آنچه اندرسون به عنوان یک توربین معمولی و شبیه موتور جت توصیف می‌کند، ادغام می‌کند، و توربین را قادر می‌سازد تا با گردش هوای گرم با فشار محیط بدون احتراق یا انتشار نیرو تولید کند – چیزی که شرکت اولین بار در صنعت می‌نامد.

این سیستم به این صورت است: هر منظومه 247 خورشیدی از میدانی از آینه های ردیابی خورشید به نام هلیواستات استفاده می کند تا نور خورشید را به بالای برج مرکزی منعکس کند. این برج دارای یک گیرنده خورشیدی اختصاصی است که هوا را تا حدود 1000 درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر گرم می کند. سپس از هوا برای به حرکت درآوردن توربین های 247 سولار و تولید 400 کیلووات برق و 600 کیلووات گرما استفاده می شود. مقداری از هوای گرم نیز از طریق یک سیستم ذخیره انرژی حرارتی طولانی مدت هدایت می شود، جایی که مواد جامد را که گرما را حفظ می کنند، گرم می کند. گرمای ذخیره شده پس از توقف تابش خورشید برای به حرکت درآوردن توربین ها استفاده می شود.

اندرسون می‌گوید: «ما برق شبانه‌روزی ارائه می‌دهیم، اما یک گزینه ترکیبی حرارت و برق را نیز ارائه می‌دهیم، با قابلیت گرما تا 970 درجه سانتیگراد برای استفاده در فرآیندهای صنعتی. “این یک سیستم بسیار انعطاف پذیر است.”

اولین استقرار این شرکت با یک ابزار بزرگ در هند خواهد بود. اگر این امر به خوبی پیش برود، 247Solar امیدوار است به سرعت با سایر شرکت ها، شرکت ها و جوامع در سراسر جهان افزایش یابد.

رویکردی جدید برای خورشیدی متمرکز

اندرسون پس از فارغ التحصیلی در سال 1973 با شبکه MIT خود در تماس بود. او بین سال های 1996 تا 2000 به عنوان مدیر برنامه ارتباط صنعتی MIT (ILP) خدمت کرد و در سال 2013 به عنوان یکی از فارغ التحصیلان شرکت MIT انتخاب شد. ILP شرکت ها را با MIT مرتبط می کند. شبکه ای از دانشجویان، اساتید و فارغ التحصیلان برای تسهیل نوآوری، و این تجربه مسیر شغلی اندرسون را تغییر داد.

اندرسون می‌گوید: «این یک کار بسیار جذاب بود و از آن دو اتفاق افتاد. یکی این که فهمیدم واقعاً یک کارآفرین هستم و با محیط دانشگاه مناسب نیستم، و دیگری این که نوآوری‌های شگفت‌انگیز بی‌شماری که از MIT به دست می‌آید به من یادآوری می‌شود.»

اندرسون پس از ترک به عنوان مدیر، یک انکوباتور استارت آپی را راه اندازی کرد و در آنجا با اساتید MIT برای راه اندازی شرکت ها کار کرد. در نهایت یکی از آن اساتید ویلسون بود که مبدل حرارتی جدید و یک توربین سرامیکی را اختراع کرده بود. اندرسون و ویلسون در اوایل دهه 2000 یک تیم کوچک را برای تجاری سازی این فناوری گرد هم آوردند.

اندرسون پایان نامه کارشناسی ارشد خود را در MIT در مورد انرژی خورشیدی در دهه 1970 انجام داده بود و تیم متوجه شد که مبدل حرارتی یک رویکرد جدید برای انرژی خورشیدی متمرکز را ممکن می کند. در سال 2010، آنها 6 میلیون دلار کمک هزینه توسعه از وزارت انرژی ایالات متحده دریافت کردند. اما اولین گیرنده خورشیدی آنها در حین ارسال به یک آزمایشگاه ملی برای آزمایش آسیب دید و شرکت با کمبود پول مواجه شد.

در سال 2015 بود که اندرسون توانست پول جمع آوری کند تا شرکت را از زمین بازگرداند. در آن زمان، آلیاژ فلزی جدید با دمای بالا ساخته شده بود که اندرسون آن را با مبدل حرارتی سرامیکی ویلسون تعویض کرد.

همه‌گیری کووید-19 برنامه‌های 247 برای ساخت یک مرکز نمایشی در سایت آزمایشی خود در آریزونا را بیشتر کند کرد، اما علاقه شدید مشتریان این شرکت را مشغول نگه داشته است. انرژی خورشیدی متمرکز در همه جا کار نمی کند – برای مثال، نور خورشید شفاف آریزونا مناسب تر از آسمان مه آلود فلوریدا است – اما اندرسون در حال حاضر در حال مذاکره با جوامعی در بخش هایی از ایالات متحده، هند، آفریقا و استرالیا است که در آن فناوری می تواند یک فناوری باشد. تناسب خوب

این روزها، این شرکت به طور فزاینده ای ترکیب سیستم های خود را با PV خورشیدی سنتی پیشنهاد می کند، که به مشتریان اجازه می دهد از مزایای برق خورشیدی ارزان قیمت در طول روز و در عین حال استفاده از انرژی 247 در شب بهره ببرند.

اندرسون می‌گوید: «به این ترتیب ما می‌توانیم حداقل 24 ساعت، اگر نه بیشتر، از یک روز آفتابی انرژی دریافت کنیم. ما واقعاً به سمت این سیستم‌های هیبریدی حرکت می‌کنیم که مانند پریوس کار می‌کنند: گاهی اوقات شما از یک منبع انرژی استفاده می‌کنید، گاهی اوقات از منبع دیگر استفاده می‌کنید.

این شرکت همچنین باتری های حرارتی HeatStorE خود را به عنوان سیستم های مستقل به فروش می رساند. به جای گرم شدن توسط منظومه شمسی، ذخیره حرارتی با گردش هوا از طریق یک سیم پیچ الکتریکی که توسط الکتریسیته گرم می شود، از شبکه، PV مستقل یا باد گرم می شود. گرما را می توان با یک بار شارژ به مدت 9 ساعت یا بیشتر ذخیره کرد و سپس به عنوان الکتریسیته به علاوه گرمای فرآیند صنعتی در دمای 250 درجه سانتیگراد یا فقط به عنوان گرما تا 970 درجه سانتیگراد ارسال کرد.

اندرسون می گوید باتری حرارتی 247 حدود یک هفتم هزینه باتری های لیتیوم یونی در هر کیلووات ساعت تولید شده است.

مقیاس بندی یک مدل جدید

این شرکت سیستم خود را برای هر مسیری که مشتریان می خواهند برای کربن زدایی کامل طی کنند، انعطاف پذیر نگه می دارد.

علاوه بر پروژه 247 هند، این شرکت در حال گفتگوهای پیشرفته با جوامع خارج از شبکه در ایالات متحده و مصر، اپراتورهای معدن در سراسر جهان و دولت یک کشور کوچک در آفریقا است. اندرسون می گوید که مشتری بعدی این شرکت احتمالاً یک جامعه خارج از شبکه در ایالات متحده خواهد بود که در حال حاضر برای تولید برق به ژنراتورهای دیزلی متکی است.

این شرکت همچنین با یک شرکت مالی شریک شده است که به آن اجازه می دهد برای تأمین مالی پروژه های خود به سرمایه دسترسی داشته باشد و انرژی پاک را مستقیماً به مشتریان بفروشد، که اندرسون می گوید که به رشد سریع 247 کمک می کند تا اینکه صرفاً بر فروش کل سیستم ها به هر مشتری تکیه کند.

اندرسون بر این باور است که 247 راه حلی را برای کمک به مشتریان در واکنش به فشار فزاینده دولت ها و همچنین اعضای جامعه ارائه می دهد.

اندرسون می‌گوید: «اقتصادهای نوظهور در مکان‌هایی مانند آفریقا، اگر بخواهند برق 24/7 را بخواهند، هیچ جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی ندارند. “هزینه های مالکیت و عملیاتی ما کمتر از نصف مجموعه های دیزل ژنراتور است. مشتریان امروز واقعاً می‌خواهند در صورت امکان تولید گازهای گلخانه‌ای را متوقف کنند، بنابراین شما دهکده‌ها، معادن، صنایع و کل کشورهایی دارید که مردم داخل آن‌ها می‌گویند: «دیگر نمی‌توانیم گازوئیل بسوزانیم».