Yn anialwch yr Emiradau Arabaidd Unedig, mae prosiect ynni glân enfawr—sy'n ymestyn dros ardal tua maint 12,600 o gaeau pêl-droed—ar fin cyflawni datblygiad arloesol: defnyddio ynni haul i gyflenwi ynni sy'n cyfateb i hanner miliwn o gartrefi drwy gydol y nos. Mae'r wladwriaeth Gwlfaidd wedi bod yn cyfuno 5.2 gigawat (GW) o gapasiti solar yn gyson â 19 gigawat-awr (GWh) o storio batri i greu system batri fwyaf y byd.
Yn y cyfamser, tua 7,500 milltir i ffwrdd yn Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol yr Unol Daleithiau yn Colorado, mae ymchwilwyr a pheirianwyr yn datblygu rhai o'r batris lleiaf a wnaed erioed. Mae'r rhain yn fychan o gymharu â batris lithiwm-ion ar raddfa grid a ddefnyddir i storio ynni adnewyddadwy. Maent wedi'u cynllunio i bweru tagiau electronig a fydd yn olrhain eogiaid a llyswennod ifanc, sydd tua 3 modfedd (7.5 cm) o hyd.
Wrth i fatris lithiwm-ion traddodiadol wthio ffiniau maint a graddfa, gallai mathau eraill o fatris chwarae rhan yr un mor hanfodol wrth harneisio ynni carbon isel—heb fod angen mwynau critigol fel lithiwm, cobalt, a nicel, sydd wedi codi pryderon am ddifrod amgylcheddol a niwed i gymunedau bregus.
Yn wahanol i fatris lithiwm-ion, sydd â nifer cyfyngedig o gylchoedd gwefru a rhyddhau, gellir defnyddio llawer o'r technolegau batri amgen hyn yn ddiderfyn a'u hailgylchu ar ôl i'w hoes gwasanaeth 20 mlynedd ddod i ben. Mae datblygwyr eisoes yn troi at ystod eang o ddeunyddiau i storio trydan adnewyddadwy pan fo ar gael a'i ddefnyddio i bweru popeth o dechnoleg gwisgadwy i rwydweithiau gwresogi, ffatrïoedd, a hyd yn oed taflegrau.
Dyma rai o'r technolegau storio ynni mwyaf arloesol sy'n gwneud penawdau.
Aer Hylifol
Yn ddiwedd y llynedd, ar safle hen bwerdy glo yn Trafford, nododd cyn-faer Manceinion Fwyaf ddechrau adeiladu prosiect storio ynni y mae disgwyl mawr amdano a allai ysgogi "ail-ddiwydiannu" y rhanbarth. Dywedodd Andy Burnham y gallai datblygiad clwstwr gwyrdd Trafford, sy'n cynnwys "criofatri" aer hylifol Carrington, wneud "y degawd hwn y cyffrousaf ers cyfnod Fictoria i Fanceinion Fwyaf."
Mewn termau syml, nod prosiect Carrington—a ddatblygwyd gan gwmni cychwynnol Prydeinig Highview Power—yw dal ynni adnewyddadwy pan fo'n helaeth a'i storio fel aer hylifol. Mewn theori, gall "criofatri" storio ynni am oriau, dyddiau, neu hyd yn oed wythnosau. Mae'r wyddoniaeth yn fwy cymhleth: mae Carrington yn defnyddio gweddill ynni adnewyddadwy i oeri aer i -196°C, gan ei droi'n hylif sy'n cymryd 1/700fed o'i gyfaint gwreiddiol. Mae'n aros yn y cyflwr hwn nes bod ynni adnewyddadwy'n brin a phrisiau'r farchnad yn codi. Yna, caniateir i'r hylif droi'n ôl yn nwy, gan ehangu'n gyflym trwy dyrbin i gynhyrchu trydan heb yr allyriadau sy'n nodweddiadol o bwerdai nwy.
Mae'r prosiect wedi wynebu sawl oedi, ond unwaith y bydd yn dechrau gweithredu—a ddisgwylir erbyn diwedd y flwyddyn—bydd yn darparu 300 MWh o storio ac yn cyflenwi 50 MW o bŵer am chwe awr. Mae hynny'n ddigon o ynni glân, adnewyddadwy i bweru bron i hanner miliwn o gartrefi.
Halen Tawdd
Tra bod ynni'n cael ei storio ar dymheredd is-sero ym Manceinion, defnyddir y dull cyferbyniol yn anialwch Nevada. Yno, mae 10,000 o ddrychau'n cynhyrchu trydan ar gyfer prosiect Crescent Dunes, sydd wedi treulio'r 10 mlynedd diwethaf yn defnyddio pŵer yr haul i gynhesu cronfa o botasiwm a sodiwm nitrad i 560°C. Gellir cynnal y tymheredd hwn am 10 awr ar ôl machlud haul, ac yna caiff yr ynni thermol sydd wedi'i storio ei drawsnewid yn drydan trwy ddefnyddio'r gwres i yrru tyrbin troelli traddodiadol.Mae storio halen tawdd yn ffordd effeithiol o storio trydan glân fel gwres. Mae'r batris halen tawdd hyn yn gwasanaethu fel prif ffynhonnell pŵer ar gyfer y rhan fwyaf o daflegrau tywys modern ac arfau niwclear. Maent yn gweithio fel "batris wrth gefn," gan ddal ynni nes bod gwres o wefr pyrothechnegol—a sbardunir pan lansir yr arf—yn rhyddhau'r ynni sydd wedi'i storio.
Yn y 2020au, dangosodd Denmarc y gallai storio halen tawdd hefyd helpu i ddatrys yr her o ddatgarboneiddio diwydiant trwm. Dadorchuddiodd y wlad, sy'n arweinydd mewn pŵer gwynt, brosiect batri halen tawdd ar raddfa fawr yn gynharach eleni gyda chapasiti o 1 GWh. Gall storio trydan glân am hyd at bythefnos trwy gynhesu'r halwynau i tua 600°C. Pan fo angen, caiff yr halen poeth ei gylchredeg trwy generadur sy'n cynhyrchu stêm tymheredd uchel, y gellir ei ddefnyddio'n uniongyrchol mewn prosesau diwydiannol.
Tyod
Yn union fel y gellir storio trydan adnewyddadwy trwy gynhesu halen, gellir storio ynni glân hefyd mewn tywod.
Yn nhref fechan Pornainen yn ne Ffindir, mae miloedd o dunelli o dywod yn helpu i storio ynni a ddefnyddir i gynhesu ysgolion, llyfrgelloedd, a neuaddau tref. Dylai hyn ganiatáu i'r ardal roi'r gorau i ddefnyddio olew yn ei rhwydwaith gwresogi lleol yn llwyr a lleihau ei defnydd o sglodion pren tua 60%.
Mae'r batri tywod yn defnyddio tua 2,000 o dunelli o sebonfaen wedi'i falu i storio ynni glân fel gwres, gan ddarparu 1 MW o bŵer thermol a chapasiti storio o 100 MWh. Yn yr haf, gall y batri tywod—tua 13 metr o uchder a 15 metr o led—gwmpasu bron i fis o alw gwres yn Pornainen. Yn y gaeaf, gall gwmpasu bron i wythnos. Mae hyn tua deg gwaith yn fwy na fersiwn gynharach a lansiwyd yn y wlad yn 2022, gan amlygu'r potensial i fatris tywod chwarae rhan fwy wrth dorri allyriadau ledled y Ffindir.
Technoleg Chwys
Yn Japan, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Gwyddoniaeth Tokyo yn archwilio a allai chwys dynol fod yn ffynhonnell ynni ymarferol ar gyfer pweru technoleg gwisgadwy.
Trwy drin y corff fel ffynhonnell ynni a all ddarparu pŵer parhaus, mae'r ymchwilwyr yn gobeithio datrys y broblem o bweru'r synwyryddion mewn dyfeisiau gwisgadwy heb ddibynnu ar fatris bach sy'n eu gwneud yn swmpus ac sydd angen gwefru cyson.
Mewn ymateb, maent wedi datblygu clwt tenau, gwisgadwy sy'n cynhyrchu trydan yn uniongyrchol o chwys dynol. Mae'n defnyddio cell danwydd biolegol ensymatig i ddal cyfansoddion cemegol—yn enwedig lactad—a ryddheir mewn chwys a'u trosi'n bŵer. Pan ddaw chwys i gysylltiad â'r gell, mae ensymau sydd wedi'u hymgorffori yn y clwt yn sbarduno adwaith biocemegol sy'n rhyddhau electronau.
Mae hyn yn golygu y gellir cynhyrchu trydan heb unrhyw ffynhonnell pŵer allanol, yn ystod gweithgareddau bob dydd fel cerdded, ymarfer corff, neu redeg negeseuon.
Cwestiynau Cyffredin
Dyma restr o gwestiynau cyffredin am y batris anarferol sy'n defnyddio halen tawdd a chwys dynol i storio ynni adnewyddadwy wedi'u hysgrifennu mewn tôn naturiol gydag atebion clir syml
Cwestiynau Lefel Dechreuwr
C Arhoswch ydyn ni wir yn defnyddio chwys dynol i storio ynni
A Ydw ond nid yn y ffordd rydych chi'n meddwl Mae ymchwilwyr yn datblygu batri hyblyg tenau iawn sy'n defnyddio'r halen mewn chwys dynol fel tanwydd cemegol Pan fyddwch chi'n chwysu mae'r batri'n cynhyrchu ychydig bach o drydan digon i bweru synwyryddion bach neu ddyfeisiau gwisgadwy
C Beth yw batri halen tawdd
A Mae'n fatri diwydiannol mawr sy'n defnyddio halen wedi'i gynhesu nes iddo ddod yn hylif Mae'r halen hylifol hwn yn gweithredu fel sbwng gan storio gwres neu drydan Fe'i defnyddir yn bennaf i storio ynni o bŵer haul neu wynt i'w ddefnyddio'n ddiweddarach
C Pam fyddai angen batris wedi'u gwneud o chwys neu halen tawdd arnom
A Gall batris rheolaidd fod yn ddrud yn anodd eu hailgylchu neu'n mynd ar dân Mae batris chwys yn berffaith ar gyfer dyfeisiau gwisgadwy oherwydd eu bod yn ddiogel ac nid oes angen eu gwefru byth Mae batris halen tawdd yn wych ar gyfer y grid pŵer oherwydd gallant storio symiau enfawr o ynni yn rhad a pharhau am ddegawdau
C Sut mae batri chwys yn gweithio mewn gwirionedd
A Mae eich chwys yn cynnwys halen Mae ensym arbennig yn y batri'n adweithio â'r lactad i greu cerrynt trydan bach Po fwyaf y byddwch chi'n chwysu mwyaf o bŵer y mae'n ei wneud
C A all batri halen tawdd bweru fy nhŷ
A Gall ond nid yn uniongyrchol Mae'r batris hyn fel arfer yn cael eu hadeiladu ar raddfa fawr ar gyfer cymdogaethau cyfan neu ffermydd solar Maent yn storio gwres ac yn ei droi'n drydan yn ddiweddarach i bweru miloedd o gartrefi
Cwestiynau Uwch a Thechnegol
C Beth yw'r fantais fwyaf o fatris halen tawdd dros lithiwm-ion
A Cost a hyd oes Mae halen tawdd yn defnyddio deunyddiau rhad a helaeth Gallant bara 20-30 mlynedd heb golli llawer o gapasiti tra bod batris lithiwm yn dechrau pylu ar ôl 5-10 mlynedd Nid ydynt chwaith yn mynd ar dân
C Pa mor boeth mae'r halen yn mynd mewn batri halen tawdd
