باتری کارنو کیست؟ توضیح بده.
باتری کارنو نوعی سیستم ذخیره انرژی است که برق را در یک سیستم ذخیره انرژی حرارتی، نگه می‌دارد. در طول فرایند شارژ، الکتریسیته به گرما تبدیل می‌شود و در ذخیره‌سازی گرما نگهداری می‌شود. در طی فرایند دشارژ نیز گرمای ذخیره شده، دوباره به برق تبدیل می‌شود.حدود ۱۰۰ سال پیش، مارگر مفهوم این فناوری را به ثبت رساند، اما با توجه به افزایش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و نیاز به افزایش کل انرژی بازیابی شده از چنین منابعی، توسعه آن در سال‌های اخیر احیا شد. در این زمینه، آندره تز در سال ۲۰۱۸، قبل از برگزاری اولین کارگاه بین‌المللی باتری‌های کارنو، اصطلاح «باتری کارنو» را ابداع کرد.اصطلاح «باتری کارنو» از قضیه کارنو گرفته شده‌است که حداکثر بازده تبدیل انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی را توضیح می‌دهد. کلمه «باتری» بیانگر هدف این فناوری یعنی ذخیره برق است. راندمان تخلیه باتری‌های کارنو با راندمان کارنو محدود می‌شود.مرکز هوافضای آلمان (DLR) و دانشگاه اشتوتگارت از سال ۲۰۱۴ بر روی مفهوم باتری‌های کارنو کار می‌کنند که الکتریسیته را در ذخیره‌سازی حرارت دمای بالا ذخیره می‌کنند. در سال ۲۰۱۸، نام «باتری کارنو» در هانوفر، یکی از بزرگ‌ترین نمایشگاه‌های تجاری جهان، توسط این مرکز مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، مفهوم باتری‌های کارنو، فناوری‌هایی را پوشش می‌دهد که قبلاً توسعه یافته‌اند، مانند ذخیره‌سازی انرژی پمپ شده حرارتی و ذخیره‌سازی انرژی هوای مایع.زمینه.در گذار به سیستم‌های انرژی با کربن کم، نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر در سیستم‌های انرژی الکتریکی افزایش می‌یابد و این پدیده نیز نیاز به ذخیره انرژی را افزایش می‌دهد. در حال حاضر، بیشتر ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی از باتری‌های الکتروشیمیایی، مانند باتری‌های لیتیوم یونی تأمین می‌شود. این نوع باتری برای ذخیره‌سازی کوتاه مدت مناسب است اما ممکن است به دلیل هزینه‌های بالا برای ذخیره در بازه‌های طولانی‌تر مقرون به صرفه نباشد. ذخیره انرژی حرارتی می‌تواند انرژی را در مواد ارزان قیمت مانند آب، سنگ و نمک ذخیره کند؛ بنابراین، هزینه سیستم‌های مقیاس بزرگ (مثلاً در حد گیگاوات ساعت) می‌تواند کمتر از هزینه باتری‌های الکتروشیمیایی باشد.ضمیمه ۳۶ ذخیره انرژی - باتری‌های کارنو یک گروه کاری تحت برنامه "حفاظت از انرژی و ذخیره انرژی" (ECES) است که بخشی از "برنامه همکاری فناوری" (TCP) تحت نظر آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) است.پیکربندی سیستم.یک سیستم باتری کارنو را می‌توان به سه بخش اصلی تقسیم کرد: توان به حرارت (P2T)، ذخیره انرژی حرارتی (TES) و حرارت به توان (T2P).فن آوری برق به گرما.برق را می‌توان با استفاده از فناوری‌های مختلفی به گرما تبدیل کرد که موارد ذیل از جمله آن‌ها است.ذخیره انرژی حرارتی.با توجه به سازوکار ذخیره گرما، ذخیره انرژی حرارتی را می‌توان به سه نوع ذخیره‌سازی ذخیره حرارت محسوس، ذخیره گرمای نهان و ذخیره‌سازی حرارتی-شیمیایی تقسیم کرد. مواد ذخیره‌سازی که در باتری‌های کارنو استفاده شده‌است عبارتند از:گرما به برق.گرما را می‌توان از طریق چرخه‌های ترمودینامیکی مانند چرخه رانکین یا سیکل برایتون به نیرو تبدیل کرد. برخی از فناوری‌ها از خواص مواد نیمه‌رسانا برای تبدیل گرما به الکتریسیته استفاده می‌کنند که این موارد باتری کارنو محسوب نمی‌شوند؛ زیرا هیچ چرخه ترمودینامیکی در فرایند تبدیل وجود ندارد که مواردی مانند مواد ترموالکتریک و «خورشید در جعبه» از جمله آن هاست. فناوری‌های معمول در این بخش عبارتند از:مزایا و معایب.باتری کارنو با نام‌های متعدد دیگری مانند «پمپ ذخیره‌سازی الکتریسیته حرارتی» (PTES) یا «ذخیره برق حرارتی پمپ‌شده» (PHES) شناخته می‌شود. این فناوری به نسبت جدید، به یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ تبدیل شده‌است.مزایای اصلی باتری کارنو عبارتند از:اشکال عمده این فناوری عبارت است از:کاربرد.باتری‌های کارنو را می‌توان به عنوان ذخیره انرژی شبکه، برای ذخیره انرژی اضافی از منابع انرژی تجدیدپذیر متغیر و در صورت نیاز برای تولید برق استفاده کرد.برخی از سیستم‌های باتری کارنو می‌توانند از گرما یا سرمای ذخیره شده برای کاربردهای دیگر مانند گرمایش و سرمایش منطقه ای (به عنوان مثال برای مراکز داده) استفاده کنند.باتری‌های کارنو به عنوان راه حلی برای تبدیل نیروگاه‌های زغال سنگ موجود به یک سیستم تولید بدون سوخت فسیلی پیشنهاد شده‌است که در آن‌ها از امکانات موجود در نیروگاه‌ها مانند سیستم‌های تولید برق و سیستم‌های انتقال می‌توان همچنان استفاده کرد.لیست پروژه‌های باتری کارنو.اگرچه اصطلاح "باتری کارنو" جدید است، بسیاری از فناوری‌های موجود را می‌توان به عنوان باتری‌های کارنو طبقه‌بندی کرد.