При поддержке Gates Fourth Power выполнены испытания тепловых накопителей на основе фотоэлектрических элементов
Компания Fourth Power, при поддержке венчурной фирмы Билла Гейтса, разработала накопитель тепловой энергии высокой плотности на основе термофотоэлектрических элементов. Технология, которая, как сообщается, в 10 раз дешевле литий-ионных батарей, базируется на запатентованной американской компанией системе теплопередачи жидкого металла.
В то время как накопители тепловой энергии (TES) пока пытаются развиваться, американская компания Fourth Power применяет новый технологический подход к решению некоторых проблем, связанных со стоимостью и масштабами. Ее система TES высокой плотности базируется на достижении Книги рекордов Гиннеса за высокую температуру в запатентованной системе теплопередачи жидкого металла, которая позволяет работать при температуре, почти вдвое ниже солнечной.
«До этой инновации, я не думаю, что за почти 100 лет не было инноваций в инфраструктуре теплоносителей», — сказал технический директор Fourth Power Асегун Генри в интервью журналу pv. «Использование труб из ПВХ, стали или никелевых сплавов существует уже очень давно, и это то, что делают все».
По его словам, подход Fourth Power базируется на знании трудностей, с которыми столкнулись другие компании TES, пытаясь масштабировать технологию.
«Ключевым моментом является наша инфраструктура обработки жидких металлов, которая позволяет нам передавать тепло с потоками, более чем на порядок выше, чем в традиционных термофлюидных системах, — сказал Генри. «Это приводит к более высокой плотности мощности и более низкой стоимости».
Система Fourth Power преобразует возобновляемую энергию в тепло или тепловую энергию в полностью закрытой системе размером примерно с половину футбольного поля. Тепловая батарея нагревает жидкое олово и перемещает его по замкнутой системе трубопроводов, чтобы нагреть штабеля углеродных блоков, пока они не станут бело-горячими.
Затем система выставляет фотоэлементы TPV на свет и преобразует его в электричество. Это похоже на традиционную солнечную генерацию, но для производства электроэнергии используется свет от очень горячего — до 2400 С — графита, а не солнечный свет. Батарея герметично хранится в хранилище газа аргона, чтобы максимизировать срок службы системы и обеспечить ее безопасность.
Система является модульной и масштабируется путем добавления большего количества углеродных блоков для увеличения продолжительности хранения, что позволяет расти вместе с сетью по мере увеличения производства электроэнергии из возобновляемых источников. Fourth Power заявляет, что она может удовлетворить как сегодняшние кратковременные (пятичасовые) потребности, так и будущие долговременные (100-часовые). Компания позиционирует свою гибкость к разрядке за считанные секунды как уникальную.
«Мы в первую очередь сосредоточены на электроэнергии и промышленном тепле, — говорит Генри. «Если быть более конкретным, мы стремимся, чтобы наша технология заменила пиковые электростанции в сочетании с производством электроэнергии из возобновляемых источников».
Только для производства электроэнергии целевой показатель эффективности Fourth Power составляет 50% в обе стороны.
«Наши фотоэлектрические модули уже установили мировой рекорд в 41% — и мы планируем достичь 50%», — сказал Генри. «Для когенерации эффективность приближается к 100%».
Наконец, благодаря использованию легкодоступных и более дешевых материалов, общая стоимость системы ниже, что позволяет хранить энергию в 10 раз дешевле, чем литий-ионные батареи ($25/кВт-ч против $330/кВт-ч), согласно данным компании.
Во вторник Fourth Power объявила, что получила 19 миллионов долларов США в рамках финансирования серии А для масштабирования своей технологии TES. Инвестиционный раунд возглавила венчурная компания DCVC, при участии Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса и консорциума Black Venture Capital.
«После более чем 10 лет исследований и разработок мы благодарны нашим финансовым партнерам, которые признали инновационность и потенциал технологии тепловых батарей Fourth Power, и мы достигли этой важной вехи на нашем пути», — сказал Генри, который разработал технологию тепловых батарей Fourth Power, когда был профессором в Технологическом институте Джорджии.
Средства также поддержат строительство прототипа установки мощностью 1 МВт-ч-ч за пределами Бостона с запланированной датой завершения в 2026 году. Кроме того, это будет способствовать проведению суровых испытаний на прочность и расширению команды инженеров компании.
«После успешного завершения строительства прототипа установки мощностью 1 МВт-ч мы планируем сотрудничать с коммунальными службами для проведения пилотных проектов, предназначенных для коммерциализации в течение 2026 и 2027 годов», — сказал Генри. «Мы рассчитываем достичь нашей цели — установить полномасштабные системы мощностью 100 МВт-ч к 2028 году».