بطاريات الجاذبية.. ثورة في تخزين الطاقة المتجددة

ومع تزايد الطلب على الطاقة وضرورة توفيرها بشكل مستمر، يظهر هذا الحل الحيوي للحفاظ على استقرار الشبكات الكهربائية.

وأوضح الخبراء أن مصادر الطاقة المتجددة توفر كميات كبيرة من الطاقة، لكن إنتاجها يظل متقلبا، حيث ينخفض إلى مستويات منخفضة أو ينعدم عندما لا تكون الشمس مشرقة أو الرياح ضعيفة. علاوة على ذلك، يزداد الطلب على الكهرباء مع تزايد أعداد المركبات الكهربائية وانتشار تطبيقات الذكاء الاصطناعي التي تتطلب طاقة حوسبة ضخمة.

وتعد شبكات الكهرباء التقليدية في خطر بسبب هذه التقلبات في الإنتاج وزيادة الطلب، ما يجعل من الضروري وجود حلول لتخزين الطاقة على نطاق واسع مثل الميغاواط ساعة (MWh) أو الغيغاواط ساعة (GWh) لضمان استقرار إمدادات الطاقة.

وبهذا الصدد، تظهر تقنية جديدة ومبتكرة تتمثل في "بطاريات الجاذبية"، التي تعتمد على استخدام قوة الجاذبية لتخزين الطاقة وتحويلها عند الحاجة. وتعد هذه التقنية بفرص كبيرة لخلق حلول مستدامة ومرنة بعيدا عن الاعتماد على البطاريات التقليدية مثل بطاريات الليثيوم أيون.

وتعتمد بطاريات الجاذبية على مبدأ الطاقة الكامنة، فعندما يتم رفع كتلة كبيرة إلى ارتفاع معين، يتم تخزين الطاقة في الكتلة بفضل الجاذبية. وعندما تنخفض الكتلة، يتم تحويل الطاقة الحركية الناتجة إلى كهرباء بواسطة مولدات أو توربينات.

وتعتبر طاقة الجاذبية أكثر استدامة من البطاريات الكيميائية، حيث لا تتعرض للتدهور مع مرور الوقت طالما أن الأجزاء الميكانيكية تعمل بكفاءة. وهذه الخاصية تجعلها خيارا مناسبا لتخزين الطاقة على المدى الطويل.

وفيما يلي مشاريع رائدة في تقنية بطاريات الجاذبية

إقرأ المزيد

روسيا.. ابتكار محطة طاقة شمسية على شكل موشور

- مشروع EVx في الصين

تعد الصين واحدة من الدول الرائدة في استخدام هذه التقنية من خلال مشروع EVx، الذي تم تطويره بالتعاون بين شركة Energy Vault والحكومة الصينية.

ويتم رفع كتل عملاقة تزن 24 طنا على برج ميكانيكي ضخم يبلغ ارتفاعه 120 مترا، وذلك في أوقات فائض الطاقة. وعندما تحتاج الشبكة إلى المزيد من الكهرباء، يتم خفض الكتل، ما يحول طاقتها الكامنة إلى كهرباء.

وهذه التقنية تتمتع بكفاءة تزيد عن 80% وتبلغ السعة الإجمالية للمشروع 100 ميغاواط ساعة. كما أن عمرها التشغيلي المتوقع يصل إلى 35 عاما، ما يجعلها حلا طويل الأمد واقتصاديا.

- مشروع Gravitricity في اسكتلندا

اختبرت شركة Gravitricity الناشئة منصة تخزين طاقة باستخدام أوزان ثقيلة، حيث تم رفع وخفض كتل تزن 25 طنا في ميناء "ليث"، ما أظهر قدرة على تحسين استقرار الشبكة وتحقيق كفاءة في تخزين الطاقة.

وتخطط الشركة لتوسيع هذه التقنية باستخدام المناجم المهجورة، حيث يمكن تعليق أوزان ضخمة تحت الأرض، ما يتيح زيادة سعة التخزين. كما أن استخدام البنية التحتية للمناجم يخفض التكاليف الرأسمالية وينعش الاقتصادات المحلية.

وعلى الرغم من إمكانياتها الواعدة، تواجه بطاريات الجاذبية بعض التحديات، مثل التكلفة الأولية الكبيرة والتآكل الميكانيكي للأجزاء المتحركة على المدى الطويل.

لكن مدافعون عن هذه التقنية يشيرون إلى أن الصيانة الدورية لهذه الأنظمة أسهل مقارنة بتحديات إعادة تدوير البطاريات الكيميائية. كما أن توفر المساحة الرأسية في المواقع المناسبة يشكل عاملا آخر في نجاح هذه التقنية.

ومع أن بطاريات الجاذبية ما زالت في مرحلة التطوير، فإن المشاريع مثل EVx وGravitricity تظهر إمكانيات كبيرة لتحقيق استقرار الشبكات الكهربائية على المدى الطويل.

المصدر: interesting engineering

إقرأ المزيد

تقنية ثورية لتخزين البيانات قد تغيّر مستقبل البشرية

طوّر فريق من العلماء نوعا جديدا من تقنيات تخزين البيانات قد يغيّر مستقبل حفظ المعرفة البشرية، عبر استخدام الزجاج المعدّل بالليزر كوسيط قادر على الاحتفاظ بالمعلومات لآلاف السنين.

باستخدام السكر وفيتامين B2.. بطارية مبتكرة تحاكي جسم الإنسان في إنتاج الطاقة!

يستعين الباحثون بعلم الأحياء لإعادة التفكير في طرق تخزين الطاقة، ساعين إلى تطوير بدائل آمنة وفعالة واقتصادية للبطاريات التقليدية القائمة على أيونات الليثيوم.

اكتشاف جديد عبر الذكاء الاصطناعي قد يغيّر مستقبل البطاريات

استخدم فريق من العلماء الذكاء الاصطناعي لاكتشاف مواد واعدة قد تحدث ثورة في تكنولوجيا البطاريات، ما يفتح آفاقا نحو مستقبل أكثر كفاءة واستدامة في تخزين الطاقة.

ابتكار ثوري يحوّل الوقود الأحفوري إلى بلاستيك وأدوية باستخدام الضوء فقط

ابتكر فريق علمي من جامعة ولاية كولورادو الأمريكية طريقة ثورية لتحويل الوقود الأحفوري إلى مواد كيميائية صناعية باستخدام الضوء المرئي فقط، دون الحاجة إلى حرارة أو ضغط عال.

بطارية صينية تتحدى قمة إيفرست في إنجاز مذهل!

عرضت شركة صينية بطارية ليثيوم متطورة أثبتت قدرتها على العمل في أقسى الظروف المناخية، بعدما نجحت في تشغيل معدات علمية على قمة جبل إيفرست لمدة 12 يوما دون انقطاع.

سنغافورة.. العلماء يطورون مولد كهرباء يعمل بقطرات المطر

تمكن فريق من علماء الفيزياء في سنغافورة من تطوير جهاز مبتكر قادر على تحويل طاقة قطرات المطر إلى كهرباء بكفاءة غير مسبوقة تصل إلى حوالي 10%.

خطوة هامة نحو طاقة بلا حدود!.. إثبات إمكانية توليد الكهرباء من دوران الأرض

نجح فريق من العلماء في توليد كمية ضئيلة من الكهرباء عبر استغلال دوران الأرض في مجالها المغناطيسي، في خطوة قد تمهّد الطريق نحو تطوير مصدر جديد للطاقة النظيفة.

الخلايا الشمسية الشفافة.. الحل المستقبلي لإنتاج الطاقة دون المساس بمظهر المباني

حقق فريق من العلماء من مشروع CitySolar إنجازا علميا جديدا بتسجيل رقم قياسي عالمي في كفاءة تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء باستخدام الخلايا الشمسية الشفافة.

رويترز: صور تظهر تشييد الصين منشأة كبيرة للأبحاث النووية

أفادت وكالة "رويترز" بناء عن تقييمات الخبراء ومنظمات مختصة بأن صورا من الأقمار الصناعية تظهر أن الصين تبني على ما يبدو مركزا كبيرا لأبحاث الاندماج النووي في مدينة ميانيانغ.

روسيا تطور أول عداد ذكي للطاقة الكهربائية لمكافحة التعدين غير الشرعي

قالت جامعة بطرسبورغ إن تعدين العملات الافتراضية يعد إحدى أكثر المشكلات إلحاحا بالنسبة لنظام الطاقة الروسي.

خبراء روس يبتكرون محولا كهربائيا يوفر الطاقة بشكل كبير

ابتكر خبراء مجمع البحث العلمي والإنتاجي AVTOPRIBOR الروسي محول طاقة قلبه من الفولاذ غير المتبلور، يسمح بتوفير 70-75 بالمئة من الطاقة الكهربائية.

الصين بصدد تطوير بطارية نووية للهاتف الذكي

كشفت شركة Betavolt الناشئة الصينية عن بطارية كهربائية جديدة تعمل بنظائر مشعة بمقدورها توليد الطاقة الكهربائية خلال 50 عاما بدون شحن إضافي.

شركة "روس آتوم" الروسية تطوّر تكنولوجيا لتوليد الكهرباء من الهيدروجين

بدأت مؤسسة "روس آتوم" الحكومية الروسية تطوير تكنولوجيا لتوليد الكهرباء من الهيدروجين، بما يخدم المناطق النائية التي تحيط بها ظروف مناخية قاسية.