خب، یه خبر خیلی جالب از دنیای باتری‌ها داریم! یه تیم بین‌المللی از دانشمندها تونستن یه مدل ریاضی خیلی دقیق درست کنن که نشون میده چطوری باتری‌های بزرگ “وانادیوم ریداکس فلو” حتی توی سرماهای شدید هم می‌تونن بدون افت کیفیت کار کنن.
اصلاً این باتری‌های وانادیوم ریداکس فلو چی هستن؟ بذار راحت بگم: اینا یه نوع باتری خاص و بزرگن که برای ذخیره برق تو شبکه‌های انرژی مدرن استفاده می‌شن. مخصوصاً وقتی انرژی رو از منابع تجدیدپذیر مثل باد و خورشید می‌گیرن – چون این منابع هر لحظه ممکنه زیاد یا کم بشن – این باتری‌ها کمک می‌کنن برق شبکه ثبات داشته باشه و نوسان نکنه.
حالا مشکل چیه؟ تو هوای سرد، عملکرد این باتری‌ها می‌تونه خراب بشه. چرا؟ چون مایع داخلش—یا همون الکترولیت (یعنی یه محلول که یون‌ها رو جابه‌جا می‌کنه و قلب تپنده‌ی باتری به حساب میاد)—سرد میشه و غلیظ‌تر میشه. اینجوری جریان پیدا کردنش توس سیستم کند میشه و ظرفیت باتری، یعنی مقدار برقی که می‌تونه ذخیره کنه، کم میشه. خلاصه، سرما حال باتری رو می‌گیره!
اما چیزی که این دانشمندها کشف کردن، خیلی باحاله. اونم اینه که این باتری‌ها خودشون می‌تونن با کار کردن زیاد (مثلاً وقتی جریان بالا ازشون عبور می‌کنه) خودشون رو گرم کنن! به این میگن “self-heating” یا خودگرمایی. یعنی وقتی فشار رو زیاد کنی (جریان بالا ببری)، دماشون تا بیشتر از ۱۵ درجه سانتی‌گراد می‌ره بالا، اونم فقط تو چند بار شارژ و دشارژ کردن. این باعث میشه غلظت الکترولیت کمتر بشه و همه چی رو روون‌تر کنه.
برای این که دقیق‌تر بدونیم، مدل جدیدی که ساختن به اسم مدل دینامیک غیرهمدما (non-isothermal dynamic model) هست—یعنی مدلی که تغییر دما رو هم در نظر می‌گیره و فقط فرض نمی‌کنه دما ثابته. این مدل می‌تونه ولتاژ، مقدار یون‌ها، دما و پارامترهای قدرت رو پیش‌بینی کنه.
نکته باحال دیگه اینه که این مدل رو با آزمایش روی دوتا باتری بزرگ (یکی ۹ کیلووات و یکی ۳۵ کیلووات) امتحان کردن، و خطای پیش‌بینیش کمتر از ۱٪ بوده. یعنی خیالت راحت از دقیقیش!
حالا دو تا روش مختلف برای کار کردن این باتری‌ها تو سرما وجود داره:
-
یه حالتی هست که با قدرت ثابت پمپ‌ها کار می‌کنن. اینجا مایع کم‌کم گرم میشه ولی اولش ظرفیت باتری میاد پایین. خوبی‌ش اینه که انرژی زیادی صرف پمپ نمی‌کنیم.
-
حالت دوم اینه که پمپ‌ها با قدرت بیشتری کار کنن تا جریان رو همون اول تند تند بچرخونن. اینجوری ظرفیت باتری همون اول حفظ میشه، ولی تا ۱۰٪ برق، صرف تند کار کردن پمپ‌ها میشه.
در کل، این کشف کمک می‌کنه بفهمیم تاثیر دما روی باتری‌ها چقدره و چطوری میشه طوری طراحی‌شون کرد که تو شرایط سخت خراب نشن. اگر پارامترهای کار کرد باتری رو درست تنظیم کنیم، هم عمر باتری بیشتر میشه و هم احتمال خراب شدن و قطعی برق خیلی پایین میاد.
پس اگه قراره انرژی‌های تجدیدپذیر، یعنی همون انرژی پاک خورشیدی یا بادی، بیشتر استفاده شن، باید بدونیم چطوری این باتری‌ها رو تو هر شرایط آب و هوایی سرپا نگه داریم. چیزی که این تیم هم تونستن یه قدم بزرگ طرفش بردارن! 😉
منبع: +
