Μηχανική μπαταρία της NASA δείχνει το μέλλον στα συστήματα ενέργειας

Μπορεί το παρόν της ηλεκτροκίνησης και της αποθήκευσης ενέργειας να είναι οι μπαταρίες λιθίου, οι ερευνητές της NASA όμως εργάζονται προς μια διαφορετική κατεύθυνση. Το Ερευνητικό Κέντρο Γκλεν ανέπτυξε μια μηχανική μπαταρία με σφόνδυλο, έναν βαρύ μεταλλικό δίσκο που αποθηκεύει ενέργεια περιστρεφόμενος.

Το σύστημα αυτό έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε διάφορες εφαρμογές, τόσο στο διάστημα όσο και στη Γη, και η επιτυχία του άνοιξε έναν νέο δρόμο στην τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας. Τα συμπεράσματα από τις δοκιμές της NASA ενέπνευσαν διάφορους ιδιώτες κατασκευαστές που αναπτύσσουν δίκτυα ενέργειας βασισμένα σε αυτή την τεχνολογία.

Τεχνολογία για τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Το σύστημα της NASA είχε σχεδιαστεί για να εκπληρώνει δύο βασικές λειτουργίες: την αποθήκευση ενέργειας και τον προσανατολισμό των διαστημικών σκαφών. Αυτή η δυνατότητα διπλής χρήσης ήταν ιδιαίτερα πολύτιμη για τους δορυφόρους και τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, όπου ο ακριβής προσανατολισμός και η σταθερότητα έχουν μεγάλη σημασία.

Η τεχνολογία των σφονδύλων βασίζεται σε μια εξαιρετικά απλή αρχή: η ενέργεια αποθηκεύεται με τη μορφή περιστροφικής ενέργειας. Ένα τέτοιο σύστημα αποτελείται από έναν υψηλής ταχύτητας δρομέα που αιωρείται από μαγνητικά έδρανα μέσα σε ένα θάλαμο κενού. Καθώς, αυτή η σχεδίαση ελαχιστοποιεί την απώλεια ενέργειας λόγω τριβής, όταν χρειάζεται να μεταφερθεί ενέργεια από τον σφόνδυλο στο σύστημα, αυτό γίνεται πολύ αποτελεσματικά.

Τα πλεονεκτήματα

Κατά τα φαινόμενα, ένα μηχανικό σύστημα έχει πολλά κινούμενα μέρη και δεν είναι το ίδιο απλό όσο μια μπαταρία ιόντων λιθίου. Ωστόσο, η μηχανική μπαταρία έχει πολλά πλεονεκτήματα: αντίθετα με τις μπαταρίες λιθίου-ιόντων, λειτουργεί το ίδιο καλά και σε χαμηλές θερμοκρασίες, δεν φθείρεται από τη χρήση, όπως συμβαίνει με τα υλικά των χημικών συστημάτων, δεν χρειάζεται ακριβά υλικά όπως το λίθιο, και είναι φιλική προς το περιβάλλον, αφού δεν απαιτούνται εξορύξεις και δεν δημιουργούνται απόβλητα.

Τα αδύναμα σημεία

Φυσικά, οι επιστήμονες δουλεύουν στους τομείς όπου τα μηχανικά συστήματα χρειάζονται βελτίωση. Η ενεργειακή τους πυκνότητα (ενέργεια που αποθηκεύεται σε συγκεκριμένο όγκο μπαταρίας) είναι χαμηλότερη από τα χημικά συστήματα, η παραγωγή του μηχανισμού είναι πιο δαπανηρή λόγω της πολυπλοκότητάς του, και το βάρος των συστημάτων είναι σημαντικά μεγαλύτερο.

Ωστόσο, οι πρώτες εφαρμογές της μπαταρίας έχουν κάνει ήδη την εμφάνισή τους. Η τεχνολογία των σφονδύλων έχει εφαρμοστεί στην εγκατάσταση MTO του Καναδά, ένα δίκτυο ενέργειας που χρησιμοποιείται στη διαχείριση των πλεονασμάτων και των ελλειμμάτων ενέργειας (αποθηκεύουν όταν παράγεται περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνεται και αντιστρόφως).

Τι μέλλει γενέσθαι

Παράλληλα, η ανάπτυξη νέων υλικών με καλύτερη αναλογία αντοχής-βάρους μπορεί να φέρει την επανάσταση στον χώρο και να κάνει τα συστήματα σφονδύλων πιο αποδοτικά από τις μπαταρίες λιθίου ιόντων.

Καθώς η παγκόσμια ζήτηση ενέργειας αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς, οι σφόνδυλοι αποτελούν μια υποσχόμενη εναλλακτική λύση. Η ανθεκτικότητά τους, η αποδοτικότητά τους και τα περιβαλλοντικά τους οφέλη ανοίγουν τον δρόμο για τη μετάβαση σε καθαρότερα ενεργειακά συστήματα.