Í heiminum af nútíma orkugeymslu stæðast litíum rafhlaupar sérstaklega vel þar sem þeir geta fært mikla afl á hlutfallslega lítil svæði en þó viðhalda góðu skilvirkni. Flestar þessar rafhlöpur eru flokkaðar í tvennan helsta tegundir: litíum jón og litíum pólýmer útgáfur. Litíum jón rafhlöpur hafa orðið afar vinsælar á síðustu árum þar sem þær geta geymt mikla rafmagn, sem útskýrir af hverju þær eru alls staðar frá snjallsímum yfir í rafökuðum ökutækjum. Það sem gerir þessar rafhlöpur svo gagnlegar er hæfni þeirra til að geyma raforku þar til hún er þörf á henni síðar. Þessi eiginleiki hefur gert þær óútskiljanlegar í öllum skynjunum af tæknitækjum og stærri orkuleysingum þar sem áreiðanleg rafmagnsveitur er mikilvægust.
Lítíumgeymdar spila mikilvæga hlutverk í nútíma orkugeymslulausnum, sérstaklega þegar um ræðir að halda raforkuforsendum stöðugum þótt eftirspurn hækkist og lækkist. Þessir geymdir geta geymt raforku sem er framleidd í ónægilegum magni þegar eftirspurnin er lág og síðan losað þá orku til baka í kerfið þegar notkun stígur. Þetta einkenni gerir þá mjög gagnlega til að sameiga endurheimanlega orkugjafa eins og sólarplötu og vindurhjól í núverandi raforkunet. Þegar skoðað er hvernig raforkunet eru í notkun dag hér hverju sinni, þá hjálpa þessir geymdir til við að halda þjónustunni jöfn, hægja saman raforkuforsendur við þær sem fólk þarf hverju sinni og að lokum auka hlut sinn að grærari framtíð í orkunotkun yfir ýmsar greinar.
Það er mjög víðtækt úrval um dagsins þögg þegar kemur að orkugeymslu. Við sjáum allt frá hitageymslu sem geymir ofleyginn hit yfir í tíma þar sem hann er þörf þar til, til lögunarfræðilegra aðferda eins og pökkunarvatns þar sem vatn er fært upp á hæðina og svo losað síðar. Þriðja helsta tegundin er rafefnafræðileg geymsla, þar sem litnium batterí eru langflest notuð í dag þar sem þau geta fætt mikla afl í tiltölulega smá pláss án þess að tapast mjög mikill hægri. Litnium kerfi hafa orðið óumframhjákomandi til að takast á við allan þann á milli sólar og vindorku framleiðslu. Án þeirra myndi allt raforkunet okkar barist við að jafna framboð og eftirspurn um sólahringinn.
Orkugeymsla hefur orðið algjörlega nauðsynleg fyrir nútíma raforkunet. Þessar kerfi gera margt mikilvægt í einu, þau jafna álagsferla í netinu, halda því gangandi á skömmu og gerast það mögulegt að nýta sér alla þá sólarplötu og vindtúrúr sem við erum að setja upp alls staðar. Í lokum skín sólin ekki 24/7 og vindurinn blæs ekki alltaf. Þegar framleiðsla raforku er hærri en eftirspurnin, t.d. á sóldegi þegar minni ork er beðin, þá geyma geymslulausnir orkuna fyrir seinni tíma. Síðan, þegar allir koma heim frá vinnu og kveikja á tækninni í einu, er geymda orkan gefin út aftur í netið. Þetta hjálpar til við að jafna framboð án þess að þurfa að ræsa eldgosver á kölu bara til að mæta plötsligu hækkun á eftirspurn. Í framtíðinni mun betri orkugeymsla ekki aðeins vera góð fyrir umhverfið heldur mun hún verða lykilatriði þegar verið er að byggja raforkunet fyrir framtíðina sem eru snjallari og svara betur.
Líþríanlegar batterípökkur skila sér virkilega þegar kemur að geymslu á orki vegna þess að þeir innihalda mjög mikla aflkraft á lítillega pláss og eru þar að auki gagnlegir. Skoðaðu eldri bleiðsýru batterí í samanburði við þessi nýju líþríanlegu - munurinn er eins og degi og nótt. Líþríanlegt getur geymt mjög mikla orkuna á tæplega sama svæði, sem skýrir af hverju fólk hefur áhuga á þeim fyrir hluti þar sem pláss skiptir máli, eins og rafmagnsöutum og þessarar flutafærarorkustöðvar sem við förum með okkur í dag. Áhugaverðasti hluturinn? Þeir eru í lengri tíma á milli hleðsla fyrir sömu magn geymdrar orku, eitthvað sem gerir mikla mun í verkefnum fyrir alla sem þurfa traustan aðgang að orku á ferðum án þess að stöðugt þurfa að leita að stöð.
Líþíumgeymdar eru lengri líftíma og halda áfram jöfnum afköstum í mörgum hlekkjum, sem er mikill kostur fyrir alla sem leita að langtímalausnum. Flestar líþíumgeymdar eru í standi til að sinna 2000-5000 hlekkjuferlum áður en þær þurfa að skipta út, sem er langt fram yfir það sem aðrar geymduvalkostir bjóða. Taktu til dæmis bleiköngsgeymda, sem venjulega ná aðeins 300-500 hlekkjum áður en afköst þeirra versnast mjög. Rannsóknir frá fyrirtækjum eins og Tesla og Panasonic sýna að líþíumgeymdir lifa yfir tíu sinnum lengur en hefðbundnar aðferðir í flestum tilvikum. Langi líftíminn þýðir betri gildi fyrir pengin á langan tíma, auk þess að þessir geymdir hjálpa til við að jafna rafhleðslu og bæta heildarleyfi þegar þeir eru notuð í stærri orkugeymslukerfum í raforkunetinu.
Litíum-batterí eru með þessar flottu hlaðningu- og útunarfartu sem virka mjög vel til að stjórna orku á floti. Taktu sem dæmi rafmagnsbíla, sem þurfa að hlaða fljótt svo ökumenn spenda ekki klukkutíma í bið á hleðslustöðvum. Þegar kemur að hlutum eins og færanlegum aflaföllum eða stærri geymslukerfum, þýðir þessi fljóga sviðing að við getum fengið afl þar sem það er þarfnast. Það er í raun mjög mikilvægt, vegna þess að endurnýjanlegar orkugildur eins og sólarspjöld og vindurhjól gefa ekki af sér orku jafnt á daginn. Hæfileikinn til að hlaupa fljótt á breytistæður skilyrði er af því sök leyfilegt að mestu hluta stjórnendur rafnetanna álíti litíum-batterí tæknina sem mikilvæga. Það gerir einfaldlega öll kerfið miklu sveigjanlegra og traustara í heildinni.
Líþrían-batterí eru afar góð í ýmsum mismunandi aðstæðum, sérstaklega þegar kemur að flytjanlegum aflstöðum. Þessar aflstöðvar hafa orðið afar algengar á síðustu árum, þar sem þær geta geymt mikið af orku á lítilri plássinsu og eru samt sem áður skilvirkar og auðveldar í að bera um sig. Þegar það er enginn aðgangur að rafmagni heima eða við óvænta rafmagnsleysi, þá koma þessar tæki að gagni. Auk þess eru þær óverðmætar fyrir þá sem elskar frístundir í skóginum eða önnur utivistareyðisferðir, þar sem venjulegar útletur eru ekki alltaf í boði á fjarlægum svæðum. Taktu til dæmis Jackery Explorer línu. Þessi merkið er sérstaklega framúrskarandi með afar mikla geymslugetu, mörgum leiðum til að hlaða tæki í einu og er hins vegar ekki of þung þrátt fyrir allt það afl sem hún inniheldur. Vegna þess eru hún oft fyrsta valið hjá þeim sem eru að undirbúa sig fyrir neyðarafstæður og fyrir fjölskyldur.
Litíum-batterí eru mikið meira en bara rafmagn fyrir hreyfanleg stöðvar. Þau eru í kjarna rafmagnsöutum og endurheimtanlegra orkukerfa einnig. Þar sem fólk hefur farið í burtu frá hefðbundnum bílum, hefur verið mikil aukning á notkun raföutum nýlega. Af hverju? Þar sem þessi batterí geta geymt orku á skilvirkann hátt og hlaðið fljótt í samanburði við eldri aðferðir. Nýlega skýrsla frá Alþjóða orkusamtökunum sýndi að sölu á raföum hækkaði um næstum tvöfalt á einu ári 2022. Ekki neitt undrun þar sem betri batterí tækni gerði þessa bíla notanlega fyrir hverjum dag. Þegar kemur að grænum orkuprojektum, hjálpa litíum batteríum til við að geyma rafmagn sem framleitt er af sólplötum og vindtækjum. Þetta þýðir að jafnvel þegar sólin sær ekki eða vindurinn blæs ekki, fá hús áfram rafmagn. Afleiðingin? Minni áleitni á jarðefnaeldsneyti og marktæk minnkun á kolefnisútblæstri í heild. Við erum að vitna í hvernig litíum tækni er að breyta nálgun okkar til hreinnar orku og minnka umhverfisáhrif í ýmsum iðnaðargreinum.
Þótt litíum-batterí haldist áfram lykilkennilega í geymslu lausna fyrir orkunotkun, koma þau með alvarleg öruggleika- og umhverfisvandamál. Taktu nýja eldinn í rafmagnsvirkjun Moss Landing sem dæmi um það hvernig þetta getur farið úrskeiðis. Eldurinn stóð í allar fimm daga og vakti alvarlega áhyggjur af sýklu lofttegundum sem lekaði upp í andrúmsloftið og hversu erfitt er að stöðva slíka elda þegar þeir hafa einu sinni byrjað. Slíkar árásir sýna okkur hversu mikilvægt er að bæta öruggleikamælikvarða og hafa rétt endurnýjunarkerfi til að takast á við nýta batteríin. Endurnýjun er líka mikilvæg vegna þess að þegar fólk arðuglega eyðir þeim, þá mengar það ruslalendi og vatnshæðir. Það er nauðsynlegt að iðnaðurinn bæti stöðu sinni á báðum sviðum ef við viljum ná í sjálfbæra orku án þess að valda nýjum umhverfishamfarum í framtíðinni.
Ein stór vandamál sem framleiðendur stæðast frammi fyrir í dag er að fá nægilega mikið af grágögnum fyrir framleiðslu á rafköllum, sérstaklega litíum og kóbolt sem eru lykilþættir í flestum nútímarafköllum. Heimsins eftirspurn um þessar auðlindir heldur áfram að vaxa og margir bransjugegnir hafa bent út frá því að við gætum náð takmörkum þegar kemur að hversu mikið af þessum efnum er hægt að ná í. Þegar birgir minnka, hækka verðin oft mjög mikið og gerir það erfiðara fyrir neytendur að borga fyrir öruggar lausnir fyrir orkugeymslu. Við sjáum nú þegar breytingar á því hvaða gerðir af rafköllum fyrirtæki eru að þróa. Til dæmis hefur verið greinilegur hreyfing í átt að notkun litíum járn fosfát (LFP) tækni á síðustu árum, þar sem hún krefst ekki þeirra efna sem er erfitt að fá. En samt er það áfram mikilvægt að finna betri leiðir til að stjórna takmörkuðum auðlindum okkar ef við viljum að flutafengilegar orkugeymslulausnir og aðrar svipuðar tækjaverðbætur geti verið áfram áreiðanlegar og ekki of dýrar fyrir almenninginn.
Á undan okkur eru litið séð miklar breytingar í hvernig lifrinnaröðunarbúnaður virkar, sérstaklega með vökvi festefnalegra hönnunaraðferða. Hvað gerir þessa nýju röðu svo spennandi? Nú, þeir skipta út hefðbundnum vökvaeldri í röðunni fyrir eitthvað festefnilegt. Þessi einfalda skipting leysir í raun nokkrar vandamál í einu. Engin vandamál lengur við leka eða eldsgæði frá skemmdum frumum. Auk þess gefa fyrstu prófanir til kynna að þessar festefnilegu útgáfur geta geymt meira orkupönt á einingu þyngdar og haldið áfram margt meira áður en þær degra. Fyrir fyrirtækji sem framleiða flytjanlega aflstöðvar þýðir þetta að búa til vörur sem ekki aðeins eru lengri á milli hleðsla heldur standa einnig betur við hörð meðferð á ferðum. Afleiðingarnar fara langt yfir aðeins auka tæki fyrir neytendur.Ímynduðu þér sólarvöttu sem geymir raforku örugglega án eldsgæðavanda sem tengjast núverandi lifrinnatekn. Þótt við séum enn að bíða eftir því að massaframleiðsla nái sameiginlegum árangri í tilraunastofum, þá lítur út fyrir að sviðið sé að fara í mjög guðsæja átt.
Lítíumgeymdir hafa orðið óumþættir til að ná markmiðum um sjálfbærni víðs vegar um heiminn, þakket frumkvöðlum í opinberum stofnunum og einkarekstri sem eru beindir að hreinum orkugjöfum. Lönd í Evrópu og Asíu eru að leggja fjármuni í geymslukerfi sem byggja á lítíumtækni sem hluta af áætlun til að fara í sundur frá kolefni og gasi og í átt að sólarorku og vindorku. Takið Þýskaland sem dæmi þar sem miklir geymir hjálpa til við að stöðugera raforkunet þegar framleiðsla úr endurheimtum orkugjöfum breytist yfir daginn. Þessi kerfi lækka notaðar raforkuvaranir með rafköldum en einnig hjálpa löndum að ná markmiðum sínum um nettó núll útflutning. Þróandi eftirspurn birtir af hverju þróun á efnafræði geymja er enn fremur svo mikilvæg. Með því að klæða loftið um klímastefnu víðar um heiminn, þurfa framleiðendur að halda áfram að reisa markaði á orkufyndi og lengd lífs með vissu ef þeir ætla að halda vinsældum á þessum hratt breytilega markaði.
Líthíumgeymdar eru mjög mikilvægir fyrir að geyma orkuna á skilvirkan hátt, sem hjálpar til við að gera endurnýjanlega orkuna betri og styðja ástæður um sjálfbærni. Þessir geymdir leyfa okkur að geyma raforku sem framleidd er af hlutum eins og vindurkerum og sólarplötum á þeim tíma sem þeir framleiða hana, og leysa þannig eina stóru vandamálssendingu við endurnýjanlegar orkugildi - þær er ekki hægt að framleiða raforku allan tímann. Þessi geymda orka þýðir að við getum haldið ljósinu áttu jafnvel þótt sólin sé ekki að skína eða vindurinn sé ekki að blása. Þessi stöðugleiki gerir fólk meira aðhneigis til að skipta yfir í endurnýjanlega orku í stað fossílunnar, sem passar nákvæmlega í það sem lönd alls um heim eru að reyna að ná með umhverfismarkmiðunum sínum. Í takt við því sem battaræðin hefur bæst ár eftir ári, höfum við séð betri afköst í öllum mælikvörðum, svo líthíumbattar lítast því út fyrir að vera meðal helstu þátta í hvernig orkukerfin okkar munu virka í framtíðinni.
