ساخت بزرگترین باتری جهان توسط شرکت تسلا

ایلان ماسک و تسلا  به وعده های بلند پروازانه ی خود عمل کرده اند و ساخت بزرگترین باتری جهان در حال حاضر در ایالات استرالیای جنوبی به پایان رسیده است. ماسک، یک شومن است که اخیرا از یک ماشین برقی جدید و نسل جدید رودسترها رونمایی کرده است، و در حالی که  تحویل اتومبیل های مدل ۳ تسلا بسیار کند انجام شده است او وعده داده است که اگر این پروژه در زمان مشخص شده به اتمام نرسد، ارائه ی آن کاملا رایگان خواهد بود. به نظر می رسد که حالا او به وعده ی خود عمل کرده است.

گویا آی تی – تصور کردن یک باتری عظیم Duracell که روی زمین ایستاده است می تواند جالب باشد، اما در واقعیت این باتری عظیم،- با شکلی شبیه به یک زمین فوتبال – شبکه ای از باتری هایی است که از پاورپک (PowerPack) های ساخته شده در شرکت تسلا است تشکیل شده است. تسلا اعلام نکرده است که این باتری عظیم دقیقا از چند پاور پک ساخته شده است. در اخبارهای منتشر شده تنها به این اشاره بسنده شده است که این باتری متشکل از چندصد پاور پک است؛ طبق اظهارات شرکت تسلا این باتری ۱۰۰ مگا وات برق را که می تواند انرژی مورد نیاز ۳۰۰۰۰ خانه را تأمین کند در خود ذخیره می کند. این باتری به یک مزرعه ی بادی و یک شبکه ی بزرگتر متصل است و به عنوان یک مخزن الکتریسیته برای زمان هایی عمل می کند که مصرف برق به مقدار اوج خود می رسد یا زمانی که بادی برای وزیدن وجود نداشته باشد.

یکی از سخنگو های تسلا در بیانیه ای گفته است:” تکمیل ساخت بزرگ ترین باتری لیتیوم-یونی در زمان مشخص شده نشان دهنده ی آن است که استفاده از یک راهکار پایدار و موثر برای تأمین انرژی امکان پذیر است.”

نام رسمی این باتری مخزن انرژی هورنسدال است و  این باتری عظیم الجثه هم اکنون در فاصله ی ۹ کیلومتری از شهر جیمزتاون در استرالیای جنوبی قرار دارد. قرار است این پروژه در تابستان به پایان برسد و استرالیایی ها برای راه اندازی آن لحظه شماری می کنند. جِی ودِریل، فرماندار ایالت استرالیای جنوبی در بیانیه ای گفته است:” استرالیای جنوبی اکنون در عرصه ی انرژی های تجدید پذیر و توزیع آن ها برای مصرف در خانه ها و اداره ها کشوری پیشرو به حساب می آید.”

مارک تولک، افسر ارشد توسعه ی شرکت AMS می گوید:”بهترین روش برای تصور این پروژه، در نظر گرفتن آن به صورت زمینی بزرگ از پاورپک های تسلا با ظاهری شبیه به یک یخچال است.” شرکت AMS باتری های ساخته شده توسط تسلا را برای مصارف اداری در ساختمان ها نصب می کند؛ این باتری ها می توانند در زمانی که قیمت برق پایین است آن را ذخیره کنند و مدتی بعد آن را برای مصارف مختلف آزاد کنند؛ به این ترتیب هم در هزینه های تأمین الکتریسیته صرفه جویی می شود و هم از بار وارده به شبکه ی الکتریکی کاسته می شود.

سیستم هایی نظیر آنچه که در استرالیا ساخته شده است به معکوس کننده هایی نیاز دارد تا برق مستقیم (DC) ذخیره شده در باتری ها را به برق متناوب (AC) تبدیل کنند که این قطعات در شبکه های الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.

در درون هر پاورپک تسلا ۱۶ لایه باتری وجود دارد و این مجموعه باتری ها که تسلا آن ها را battery pod می نامد، از سلول های الکتریکی تشکیل شده است.

تولک می گوید:”همه این تشکیلات از سلول ها ساخته شده است. سلول هایی که آنقدر کوچک هستند که در درون دست جای می گیرند.” این سلول ها بلوک های اصلی سازنده ی یک باتری هستند و در این پروژه از سلول های مدل ۲۱۷۰ استفاده شده است که در کارخانه ای بزرگ در ایالات نوادا به نام Gigafactory ساخته شده اند.

این سلول های ۲۱۷۰ محصولات چند کاره ی شرکت تسلا محسوب می شوند. این سلول ها نه تنها در پاور پک های شرکت قرار می گیرند – که برای مصارف در مقیاس خدماتی طراحی شده اند- بلکه در پاوروال ها (PoweWall) (برای مصارف خانگی) و اتومبیل مدل ۳ تسلا نیز به کار می روند. تسلا ۳ جدیدترین اتومبیل ساخت شرکت تسلا است که تبلیغات گسترده ای در مورد آن انجام شده است.

خصوصیات شیمیایی خوب

دنیل آبراهام، یکی از دانشمندان ارشد در آزمایشگاه ملی آرگون می گوید:” نوآوری که این پروژه ی تسلا را از سایر پروژه ها متمایز می کند آن است که در این پروژه امکان اتصال رشته ای تعداد بسیار زیادی از این سلول ها فراهم شده است.” حدود یک دهه و نیم است که آبراهام در حال کار کردن روی باتری های لیتیوم یونی است.

طول هریک از سلول ها کمتر از ۳ اینچ و قطر آن ها کمتر از ۱ اینچ است و عملکرد آن ها تقریبا مشابه عملکرد هر باتری لیتیوم-یونی دیگری است که در گوشی هوشمند یا لپ تاپ شما وجود دارد. زمانی که باتری در حال شارژ شدن است، یون های لیتیوم با بار مثبت در محلولی الکترولیت که درون باتری وجود دارد از الکترود کاتد به آند جابه جا می شوند. این موضوع باعث می شود که الکترون ها روی الکترود منفی یا همان آند متمرکز شوند. زمانی که باتری تخلیه می شود، عکس این فرآیند رخ می دهد. اما در مورد الکترون ها باید گفت که این ذرات در مدارهایی حرکت می کنند که خارج از باتری قرار دارد و انرژی مورد نیاز توسترها، شسوآرها و یا در این مورد خاص، هزاران خانه را تأمین می کنند.

آبراهام می گوید:” این موضوع نشان دهنده ی رشد و بلوغ فناوری لیتیوم-یونی برای باتری ها است که اکنون برای پروژه هایی با این عظمت مورد استفاده قرار می گیرد.” او می افزاید که حدود یک دهه ی قبل باتری ها بسیار گران قیمت تر از زمان حال بوده اند و به همین دلیل پروژه هایی در این مقیاس بزرگ “حتی در افق چشم انداز افراد هم جایگاهی نداشته است.”

یکی دیگر از پروژه های ذخیره ی انرژی تسلا در حال حاضر در شهر اونتاریو در کالیفرنیا به مرحله ی عملیاتی در آمده است. این مجموعه ی ۲۰ مگاواتی متشکل از ۳۹۶ پاورپک و حدود بیست و چهار معکوس کننده است. بعلاوه شرکت ذخیره انرژی AES دو مجموعه ی مشابه دیگر را با قابلیت ذخیره ی ۳۷٫۵ مگاوات در دو منطقه ی دیگر در کالیفرنیا احداث کرده است.

استرالیای جنوبی سال گذشته در اثر وقوع طوفانی عظیم، خسارات بسیاری را متحمل شد و خاموشی ناشی از این خسارات باعث شد که حدود ۱٫۷ میلیون نفر برای مدتی طولانی از نعمیت برق محروم باشند؛ این منطقه از آن زمان به بعد نیز چند مرحله قطعی برق را تجربه کرده است. تسلا می گوید این سیستم ذخیره ی انرژی عظیم به انعطاف پذیری بیشتر شبکه ی برق این منطقه کمک خواهد کرد.

تولک از شرکت AMS معتقد است این نوع باتری های عظیم می توانند نقش مهمی در کاهش اثرات ناشی از دسترس نبودن منابع بادی و خورشیدی داشته باشند؛ چرا که باد همیشه نمی وزد و خورشید نیز همیشه نمی تابد.

او می گوید:” ما فکر می کنیم این باتری ها بخش مهمی از مرحله ی گذار ما به یک سیستم تأمین انرژی با تولید کربن کمتر باشد. باتری های ساخته شده از انعطاف پذیری شگفت انگیزی برخوردار هستند و هزینه های مربوط به آن ها نیز در سال های اخیر کاهش قابل ملاحظه ای داشته است.”

او می افزاید:”این پروژه بر این واقعیت تأکید می کند که عصر باتری های عظیم فرار رسیده است.”