Несмотря на все преимущества, накапливать непостоянную энергию ветра или солнца в литий-ионных аккумуляторах не всегда выгодно из-за высокой стоимости. Необходимы альтернативные решения, которые обеспечивали бы недорогое долгосрочное хранение энергии. Тогда станции возобновляемой энергии станут действительно полезными. Один из вариантов — аккумулирование тепла, сочетающее высокую плотность энергии с гибкостью размещения станций.
Профессор MIT Асегун Хенри, технический директор стартапа, поначалу не собирался конкурировать с литий-ионными батареями. Он хотел найти способ получения и переноса солнечной энергии в виде тепла при более высоких температурах и с большей эффективностью, чем прежде. Но постепенно он пришел к идее концентрированной солнечной энергии и жидких металлах как теплоносителе.
Так появился стартап Fourth Power, который недавно получил от принадлежащего Биллу Гейтсу фонда Breakthrough Energy Ventures и ряда других венчурных капиталистов $19 млн. Стартап собирается на эти деньги построить в Бостоне опытную станцию, способную накапливать 1 МВт*ч энергии. Завершение строительства запланировано на 2026 год. Выход батареи на рынок может произойти к концу 2020-х.
В основе тепловой батареи Fourth Power — технология переноса тепла при чрезвычайно высоких температурах, на порядок выше, чем традиционные водные носители. Это значит, выше плотность энергии и ниже стоимость, пишет PV Magazine. Система преобразует солнечную энергию в тепло в полностью замкнутой системе размером примерно с половину футбольного поля. Солнечное тепло плавит жидкое олово и проходит через трубопровод, нагревая графитовые блоки до 2400 градусов.
Инфракрасное излучение раскаленного добела графита, попадая на термофотоэлектрические элементы (TEV), превращается в электричество. А для повышения срока службы и обеспечения безопасности системы она будет запечатана в контейнере с аргоном. Модули можно соединять для увеличения длительности хранения энергии.
По словам Хенри, тепловой генератор Fourth Power сможет в будущем заменить пиковые электростанции. «Наши элементы TPV уже достигли рекордных значений — 41%, и у нас есть разработки, достигающие 50%, — заявил он. — А при комбинированной генерации — около 100%».
Вдобавок, использование доступных и недорогих материалов снижает общую стоимость накопителя в десять раз по сравнению с литий-ионными батареями: $25 за кВт*ч вместо $330 за кВт*ч.
Хотя использование тепловой энергии океана вызывает ряд технических и экономических препятствий, лондонская компания Global OTEC объявила о планах ввести в эксплуатацию уже в 2025 году первую плавучую баржу-генератор тепловой энергии океана Dominique. Мощность ее генерации составит 1,5 МВт. Цены на эту энергию будут высокими, по сравнению с ветровой и солнечной — от $150 до $300 за мегаватт-час.
