แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ปราศจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมักจะมีความผันผวนและนำมาใช้ได้อย่างต่อเนื่องได้ยาก ยกตัวอย่างเช่น พลังงานแสงอาทิตย์: ในบางพื้นที่ของโลกมีแสงแดดเหลือเฟือ แต่หากไม่สามารถเก็บรักษาพลังงานส่วนเกินเอาไว้ได้ ก็จะไม่สามารถนำมาใช้งานได้เมื่อตกกลางคืน
RayGen ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานแสงอาทิตย์จากออสเตรเลียกําลังเผชิญกับความท้าทายนี้ พวกเขาได้พัฒนาระบบจัดเก็บพลังงานที่ทันสมัยที่โรงงานนําร่องใน Carwarp รัฐวิคตอเรีย ซึ่งใช้ทั้งพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อส่งพลังงานหมุนเวียนไปยังโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่น
พลังงานไฟฟ้าเมื่อโครงข่ายต้องการมากที่สุด
RayGen กำลังเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้ทุ่งกระจกขนาดใหญ่และเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าด้วยระบบโซลาร์เซลล์ (Photovoltaics) โดยกระจกจะทำหน้าที่รวบรวมแสงแดดแล้วส่งต่อไปยังหอคอยผลิตไฟฟ้า ซึ่งไฟฟ้าที่ได้นี้จะถูกนำไปจ่ายเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าตามปกติ หรือนำไปใช้ทำให้น้ำเย็นจัดจนเกือบเป็นน้ำแข็งเพื่อกักเก็บไว้ในรูปของพลังงานสำรอง"
แล้วน้ำเย็นจะจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์มีความเข้มข้นสูง เซลล์ดังกล่าวจึงสร้างความร้อนจํานวนมาก ซึ่งสามารถใช้เพื่อทําให้น้ำตัวที่สองร้อนขึ้นจนใกล้จุดเดือด ด้วยความแตกต่างของอุณหภูมินี้ การใช้วงจร Rankine อินทรีย์ ( ORC - ดูกล่องแยกต่างหาก ) และเทคโนโลยีเทอร์โบเอ็กซ์แพนเดอร์จาก Atlas Copco Group จะช่วยปลดล็อกความเป็นไปได้ในการสร้างไฟฟ้าได้ตลอดเวลา รวมถึงหลังพระอาทิตย์ตกดินด้วย
"เมื่อคุณพูดถึงการจัดเก็บพลังงาน คนจะนึกถึงแบตเตอรี่ขึ้นมาก่อน แต่การจัดเก็บพลังงานเป็นเวลา 12 ถึง 24 ชั่วโมงนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงมาก เครื่องขยายของเราจะแปลงพลังงานความร้อนให้เป็นไฟฟ้าเมื่อโครงข่ายต้องการพลังงานมากที่สุด" Louis Mann ผู้จัดการฝ่ายการตลาดและการวิจัยและพัฒนาที่ Atlas Copco Mafi-Trench ในแคลิฟอร์เนียกล่าว
"ไม่มีการใช้งานมากมายในโลกที่ใช้การจัดเก็บพลังงานในลักษณะที่โรงงานแห่งนี้ทําได้" เพื่อนร่วมงานของ Louis วิศวกรฝ่ายขายและการใช้งาน Ysabel Murguia กล่าวเสริม
ภาพด้านซ้าย: เทคโนโลยีเทอร์โบเอ็กซ์แพนเดอร์ปลดล็อกความเป็นไปได้ในการสร้างไฟฟ้าได้ตลอดเวลา
ภาพด้านขวา: โรงงานนําร่องของ RayGen ในออสเตรเลียใช้ทั้งพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อส่งพลังงานหมุนเวียนไปยังโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่น (ภาพถ่ายจัดทําโดย RayGen Resources Pty Ltd.)
การปรับขนาด
Atlas Copco ได้รับการติดต่อจาก RayGen เนื่องจากประสบการณ์อันยาวนานของอดีตในเทคโนโลยีเทอร์โบเอ็กซ์แพนเดอร์ ORC ย้อนกลับไปถึงทศวรรษ 1980 โรงงานนําร่องเริ่มดําเนินงานในปี 2022 และความสําเร็จเบื้องต้นและความสนใจที่เพิ่มขึ้นจากบริษัทสาธารณูปโภคในหลายส่วนของโลกได้นําไปสู่การขยายความทะเยอทะยาน
"สําหรับโรงงานนําร่อง เราได้สร้างเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแบบ Expander Frame Four ที่เกี่ยวข้องกับกระปุกเกียร์อย่างสมบูรณ์" Ysabel อธิบาย "Frame Four เป็นเครื่องจักรขนาดกลาง ในขณะที่ระบบเชิงพาณิชย์จะต้องใช้ขนาดเฟรมที่ใหญ่ที่สุดที่พัฒนาขึ้นใหม่ ตอนนี้เรากําลังพัฒนาโซลูชันเต็มรูปแบบร่วมกับ RayGen"
โซลูชันที่คาดเดาได้ไกล
การสาธิตที่แท้จริงเกิดขึ้นในระดับเชิงพาณิชย์ เพื่อแสดงให้โลกเห็นว่าการจัดเก็บพลังงานประเภทนี้ไม่เพียงแต่เป็นไปได้ทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์อีกด้วย
"มีแนวโน้มที่จะมีเครื่องจักรขนาดใหญ่ขึ้นในการเปลี่ยนแปลงพลังงานโดยทั่วไปเพื่อให้เทคโนโลยีเหล่านี้ทํางานผ่านการประหยัดขนาด" Louis กล่าว
ดังนั้น การเป็นพันธมิตรนี้จึงช่วยเปิดตัวเทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลงที่สามารถมอบพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้และสม่ำเสมอมากขึ้นให้กับภาคพลังงานโดยมีของเสียน้อยที่สุด
"การจัดเก็บพลังงานแบบนี้ไม่ใช่เรื่องปกติ แต่มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนมุมมองของโลกในแหล่งพลังงานหมุนเวียน" Ysabel กล่าว
สนใจโซลูชันนี้หรือเทคโนโลยีเทอร์โบเอ็กซ์แพนเดอร์โดยทั่วไปหรือไม่ เรียนรู้เพิ่มเติมในโพสต์บล็อกนี้
