Американский стартап Fourth Power утверждает, что его сверхвысокотемпературное хранилище энергии более чем в 10 раз дешевле литий-ионных аккумуляторов. Технология, получившая название «Солнце в коробке», позволяет получить аккумулятор значительно мощнее других батарей.
Теперь компания хочет доказать преимущество технологии с помощью прототипа мощностью 1 МВт·ч. Цель стартапа — представить конкурента аккумуляторным системам хранения. Элемент сохраняет солнечную энергию в течение дня для использования в темное время суток. В компании также говорят, что технология актуальна и для сточасовой фазы. Этого периода может хватить на несколько дней плохой погоды.
Графитовые блоки нагреваются до 2500 °C
Стартап Fourth Power — компания, специализированная на хранении тепловой энергии, поддерживаемая фондом Breakthrough Energy Ventures основателя Microsoft Билла Гейтса. Идея проста: солнечная энергия используется для нагрева материала в изолированной системе хранения. Fourth Power использует недорогие графитовые блоки, которые нагреваются до 2500 °C.
В качестве проводника тепла между блоками используется олово. Оно становится жидким при температуре 232 °C. При температуре около 1000 °C жидкий металл может разрушить насосы, которые поддерживают движение олова между блоками. Решить эту проблему призван новый керамический насос, уже занесенный в Книгу рекордов Гиннеса. Он способен выдерживать температуру до 5600 °C.
Энергия выделяется в виде светового излучения
Насос перемещает жидкое олово по системе труб между графитовыми блоками. Эта методика даёт возможность подавать и снова забирать энергию. Для извлечения энергии, горячее олово прокачивается через многочисленные узкие графитовые трубки в ряд аккумуляторных ячеек.
Трубки интенсивно излучают ярко-белый свет. Его улавливают термофотоэлектрические элементы, преобразующие тепло и свет в электричество. По мере увеличения тепла светоотдача увеличивается в 4 раза. Отсюда и название стартапа — Fourth Power.
Когда энергия высвобождается, олово охлаждается с 2400 °C до 1900 °C и перекачивается обратно между горячими графитовыми блоками для перезарядки. Вся система должна запускаться очень быстро, и для подачи электроэнергии в электросеть потребуется всего несколько секунд.
Экономическая эффективность технологии
Компания Fourth Energy стремится достичь коэффициента полезного действия около 50%. Это не так уж и много по сравнению с обычными литиевыми батареями — их КПД превышает 90%. Эффективность использования Fourth Power снижается на 1% за каждый час хранения энергии в виде тепла.
Однако Fourth Energy хочет компенсировать низкий КПД экономической эффективностью применения методики. Система способна хранить 1 кВт·ч энергии менее чем за $25. Литий-ионные батареи требуют более чем в десять раз больше — около $330 за 1 кВт·ч. Даже если в результате будет потеряно больше энергии, проект стартапа в итоге окупится в финансовом отношении.
Компания Fourth Energy недавно привлекла $19 млн в капитал для создания прототипа. Завершение проекта ожидается в 2026 году.
