توسعه فناوری ابرخازن در کشور

عضو هیات علمی پژوهشگاه توسعه صنایع شیمیایی گفت: نمونه پروتوتایپ ابرخازن تولید شده در کشور، در صورت صنعتی‌سازی، قیمت پایین‌تری نسبت به نمونه‌های خارجی خواهد داشت و قابلیت رقابت در بازار جهانی را دارد.

به گزارش ایسنا، نورعلی محمدی، پژوهشگر هیئت علمی پژوهشگاه توسعه صنایع شیمیایی، امروز در نشست ذخیره سازهای انرژی و نقش آنها در جبران ناترازی انرژی و پایداری شبکه که در سومین روز از نمایشگاه دستاوردهای جهاددانشگاهی برگزار شد، با بیان اینکه ابرخازن‌های الکتروشیمیایی نقش مهمی در تأمین انرژی پاک و پشتیبانی از نیروگاه‌های تجدیدپذیر دارند، گفت: ابرخازن‌ها قادرند انرژی را در زمان بسیار کوتاه ذخیره و آزاد کنند و این ویژگی، آن‌ها را به ابزاری مناسب برای جبران نوسانات جریان و توان در نیروگاه‌های خورشیدی و بادی تبدیل کرده است.

ویژگی‌های عملکردی ابرخازن‌ها

این مقام مسئول با اشاره به ساختار ابرخازن‌ها بیان کرد: این تجهیزات معمولاً از الکترودهایی با مواد کربنی متخلخل، گرافن، اکسیدهای فلزی یا پلیمرهای رسانا، یک الکترولیت و یک جداکننده تشکیل می‌شوند و انرژی را با جدایش بار در سطح مواد کربنی ذخیره می‌کنند.

وی افزود: توان بالای ابرخازن‌ها ناشی از مکانیزم عملکرد آن‌هاست؛ این تجهیزات می‌توانند انرژی را در چند میلی‌ثانیه تا چند ثانیه ذخیره و رهاسازی کنند، در حالی که باتری‌ها زمان پاسخ بسیار طولانی‌تری دارند.

محمدی در ادامه گفت: دانسیته انرژی ابرخازن‌ها بین ۱ تا ۱۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم است و دانسیته توان آن‌ها ۵ تا ۲۰ کیلووات بر کیلوگرم می‌باشد، در حالی که باتری‌ها انرژی بیشتری ذخیره می‌کنند ولی توان پاسخ سریع‌شان کمتر است.

وی اضافه کرد: از نظر طول عمر، ابرخازن‌ها بین ۱۵ تا ۲۰ سال دوام دارند و سایکل لایف آن‌ها بالای یک میلیون چرخه شارژ و دشارژ است، در حالی که باتری‌ها معمولاً ۱ تا ۵ سال عمر مفید دارند و سایکل لایف آن‌ها تنها ۵۰۰ تا ۶۰۰ چرخه است.

این پژوهشگر با بیان اینکه ابرخازن‌ها نسبت به باتری‌ها هزینه تولید بالاتری دارند، گفت:
با این حال، بازدهی انرژی آن‌ها بیش از ۹۵ درصد است و قادرند در دمای منفی ۴۰ درجه تا بالای ۷۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد پایداری داشته باشند، در حالی که باتری‌ها در دماهای بالا آسیب‌پذیر هستند.

کاربرد ابرخازن‌ها در نیروگاه‌های تجدیدپذیر

وی با اشاره به نقش ابرخازن‌ها در پایداری نیروگاه‌ها توضیح داد: یکی از مشکلات اصلی نیروگاه‌های تجدیدپذیر، نوسانات جریان و توان ناشی از تغییرات شرایط جوی است. کاهش تابش خورشید در روزهای ابری و کاهش سرعت باد می‌تواند باعث افت ولتاژ، تریپ اینورتورها و وارد شدن تنش‌های حرارتی و الکتریکی به تجهیزات شود. در این شرایط، ابرخازن‌ها می‌توانند توان تولیدی را تثبیت کرده و از آسیب به تجهیزات جلوگیری کنند.

محمدی در بخش پایانی صحبت‌های خود به اقدامات پژوهشی اشاره کرد و گفت: تلاش‌های ما در پژوهشگاه توسعه صنایع شیمیایی بر توسعه دانش فنی تولید ابرخازن‌ها متمرکز است تا علاوه بر افزایش بازدهی، طول عمر و کارایی، چالش‌های موجود در توسعه این تکنولوژی کاهش یابد.

*