TPV – một công nghệ tạo và lưu trữ năng lượng điện không phải từ ánh sáng nhìn thấy mà từ nhiệt và nhiệt thải. Myles Steiner, một nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Mỹ (NREL) cho biết : “Lưu trữ năng lượng là một lĩnh vực nghiên cứu rộng lớn và là một trong những yếu tố chính cho phép phát triển năng lượng tái tạo trong tương lai ”.

Antora Energy – một công ty thành viên của Shell GameChanger Accelerator, chuyên cung cấp các giải pháp và công nghệ lưu trữ năng lượng giá rẻ dưới dạng các khối carbon.

Theo chia sẻ từ NREL, Trong suốt ba năm qua Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Mỹ (NREL) đã hợp tác với Antora Energy và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) để tham gia vào hai dự án riêng biệt trong công nghệ nhiệt điện (TPV). TPV thu nhận năng lượng bức xạ dưới dạng ánh sáng hồng ngoại từ các vật thể nóng và chuyển đổi bức xạ đó thành điện năng với hiệu suất cao bằng cách sử dụng các tế bào quang điện được thiết kế đặc biệt.

Công nghệ TPV không phải là một khám phá mới. Trong những năm 1990, NREL đã tiến hành nghiên cứu TPV do các nhà khoa học hiện đã nghỉ hưu là Tim Coutts và Mark Wanlass dẫn đầu. Nghiên cứu được tài trợ bởi Hải quân Hoa Kỳ nhằm tìm kiếm một nguồn nhiệt thay thế cho các ứng dụng quân sự.

Hiện nay, công nghệ này đang trở lại. NREL có lịch sử lâu đời trong việc phát triển các thiết bị quang điện hiệu suất kỷ lục định hình các ứng dụng thương mại. Khi hợp tác với NREL, các đối tác làm việc với các nhà nghiên cứu đã thiết kế các công nghệ quang điện đạt kỷ lục và đoạt giải thưởng như pin mặt trời và tế bào TPV, bao gồm sản xuất nhanh với xử lý quang học và nhiều kỹ thuật biểu mô pha hơi.

TPV có khả năng phát triển thành một giải pháp cho các thiết bị và hệ thống cho một loạt các ứng dụng có tác động mạnh mẽ đến lưu trữ năng lượng tái tạo. Để đạt được tiềm năng này, NREL đang giúp các đối tác chuyển ý tưởng của họ ra thị trường và đạt được các điểm chuẩn về hiệu suất và hiệu quả. Cả hai dự án Antora Energy và MIT đã dẫn đến hiệu suất kỷ lục hơn 35% - một mức hiệu suất rất cạnh tranh.

Nhóm của NREL không chỉ có khả năng chứng minh hiệu quả kỷ lục mà còn có thể lập mô hình, thử nghiệm, mô phỏng và tích hợp các thí nghiệm với phần cứng công suất thực để phát triển các phương pháp đồng tối ưu hóa theo thời gian thực với lưới điện. Trong Cơ sở Tích hợp Hệ thống Năng lượng của NREL, cơ sở hạ tầng tích hợp hệ thống cho phép nghiên cứu hiệu suất công nghệ trong các hệ thống lớn hơn. Bằng cách sử dụng các mô hình và nguồn lực phân tích để nghiên cứu chuỗi cung ứng, chi phí điện và việc triển khai thiết bị TPV trên thị trường trong tương lai, NREL giúp các đối tác thấy trước tác động của các sản phẩm mới trong một loạt các kịch bản kinh tế - công nghệ.

Với sự tài trợ từ Cơ quan Năng lượng - Dự án Nghiên cứu Tiên tiến (ARPA-E) và thông qua Bộ tăng tốc Shell GameChanger được cung cấp bởi NREL (GCxN),  Antora Energy đã  sử dụng các cơ sở chế tạo của NREL để  phát triển các tế bào TPV lớn hơn  và chuyển công nghệ của mình sang thương mại hóa và năng lượng quy mô lưới kho. Công nghệ của Antora lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt ở nhiệt độ cao, sử dụng chất rắn có nhiều trên Trái đất được nung nóng đến> 1000 ° C và được cách nhiệt. Trong khi hầu hết các công nghệ pin hóa học chỉ có thời lượng lưu trữ trung bình, Antora  có thể cung cấp năng lượng trong nhiều ngày. Antora ước tính rằng dự án này đã dẫn đến lưu trữ năng lượng mà chi phí  ít hơn 1/20 so với công nghệ pin thông thường khác .

NREL cũng đang thực hiện  một dự án lưu trữ năng lượng lưới dựa trên nhiệt khác  với một nhóm nghiên cứu của MIT do Giáo sư Asegun Henry đứng đầu tại Khoa Cơ khí, nhằm mục đích cuối cùng là thương mại hóa công nghệ TPV cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng. Khía cạnh TPV của dự án này, cũng do ARPA-E tài trợ, tập trung vào việc sử dụng  các kiến trúc thiết bị băng  thông cao mới để cải thiện hiệu quả TPV và nghiên cứu các lộ trình giảm chi phí cho sản xuất. Dự án MIT sẽ tiếp tục đến cuối tháng 2 năm 2022.

Nghiên cứu đằng sau công nghệ TPV có thể thay đổi năng lượng tái tạo cho tương lai. NREL đang tạo ra các vật liệu và phương pháp cho phép TPV có tác động trong các ứng dụng bao gồm thu hồi năng lượng từ nhiệt thải công nghiệp, thiết bị điện tử di động, phát điện êm ái từ năng lượng hạt nhân và lưu trữ trên lưới điện. Con đường thương mại hóa TPV đang được tiến hành tốt.

Dịch & BT: Li Shi He

Nguồn : cleantech