Компания от Финландия е изобретила нов вид "батерия", чиято технология се основава на загряване на пясък и чрез това запазва излишната енергия през лятото в резервоар - за дългите, студени северни нощи. Това разказва TechCafe.
Един от проблемите на зелената енергия е нейната цикличност. Когато има дълги слънчеви дни или силен вятър, тя е в излишък и трудно може да бъде поета от мрежата. При затишие или в късите зимни дни е обратното - не достига. Именно тук идва финландското изобретение - тази "батерия" е топлинен склад за енергия на висока температура. За целта в ядрото на склада се използва пясък или подобни на пясък материали, като енергията се съхранява в него под формата на топлина, обясняват от Polar Night Energy - първата в света компания, която е успяла да изгради подобно съоръжение и да го използва за комерсиални цели.
Съхранената топлина може да се използва за отопление на домове или за осигуряване на гореща пара за индустрии, които иначе разчитат на изкопаеми горива.
Складът на компанията се намира в град Канканпя в западната част на Финландия и е свързан с отоплителната му мрежа, която покрива частни домове, офиси и обществени сгради - например общинския плувен басейн. Батерията е инсталирана в електроцентралата "Ватаянкоски".
Топлинният склад представлява висока затворена стоманена кула, пълна със 100 тона нискокачествен строителен пясък, захранван от излишната слънчева и вятърна енергия от електроцентралата.
С нея той се нагрява до 500 градуса.
Процесът за съхранение се нарича резистивно отопление. При него топлината се генерира от триенето, създавано при преминаването на ток през материал, който не е добър проводник на електричество. Създаденият горещ въздух пък циркулира в контейнера през топлообменник.
First commercial-scale sand #battery goes online in #Finland
— Prof. Michael Tanchum (@michaeltanchum) October 21, 2022
▪️ Contains sand that can be heated to ~ 500°C using wind power
▪️ Heat stored in sand is then conducted onwards to a district heating network
▪️ Storage = 100kW heating power & 8MWh capacity
#batteries #ONGT pic.twitter.com/qvKrb1673I
Пясъкът е опакован в дебела изолация и може да съхранява тази топлина на 500 градуса, дори навън да има отрицателни температури навън за няколко месеца. Когато има нужда от енергия, "батерията" изпуска горещия въздух, с който загрява водата в отоплителната мрежа на близкия град.
"Нищо кой знае какво няма тук, сложната част е при компютъра - трябва да знаем как топлината се движи в склада, за да сме наясно по всяко време колко имаме и на какво ниво можем да я освобождаваме или да зареждаме", обяснява пред "Евронюз" един от младите инженери зад проекта - Марку Ульонен.
Когото е на пълен капацитет, батерията съхранява 8 мегавата топлинна енергия. При нужда изпуска топлина от около 100 киловата, което е достатъчно за отопление и топла вода на около 100 домове и плувния басейн, добавяйки енергия към това, което осигурява и мрежата.
Системата е евтина за поддръжка, обяснява пред Би Би Си Виле Кивийоя от Power Night Energy. Компанията използва евтин пясък, изхвърлен от строителните компании.
Пясъкът е много ефективна среда за задържане на топлина за дълъг период и може да съхранява енергия за месеци.
Освен това има дълъг живот - може да се загрява и охлажда многократно. В даден етап започва да става по-гъст и тогава просто се добавя още.
Технологията е измислена от няколко млади финландски инженери. Идеята хрумнала на Томи Еронен през 2016 г. Докато правел проучване за магистратурата си и четял за водните системи за съхранение енергия, се сетил за традиционните финландски огнища, които се правят от камъни и пясък.
Така се замислил дали твърд материал няма да е по-подходящ и започнал направата на първия прототип заедно с Ульонен.
За няколко години постигат напредък до степен тази пролет първият им склад им да е готов и напълнен със 100 тона пясък. Това обаче може да се окаже само началото на нещо голямо - един от начините за достигане на пълния потенциал на възобновяемите енергийни източници.
Енергия може да бъде съхранявана и по друг начин - например в обичайни батерии като литиево-йонните, но те имат два недостатъка. Единият е високата им екологична цена, а другият - ограниченият капацитет.
Докато пясъкът е евтин и достъпен навсякъде по света, литият се добива по скъп и не особено устойчив начин - дори чрез традиционно миньорство, резултатът от което са тонове емисии въглероден диоксид.
Освен това литиевите батерии се изхабяват с времето и се налага да се заменят.
При пясъка този проблем не съществува, освен това след употреба той може да се изхвърли, без да замърсява.
Литиевите батерии също така не могат да съхраняват големи количества енергия, а и са лесно запалими.
Пясъчните батерии също имат ограничения - те могат запазват от 5 до 10 пъти по-малко енергия за единица обем спрямо традиционните химични батерии, обяснява пред Би Би Си Дан Гладуин от факултета по електронно инженерство в Университета в Шефилд, Великобритания.
От Polar Night Energy обаче смятат, че бъдещето е в тяхната технология и ще продължат да я развиват. Следващата посока е към батерията да се добави турбина, с която съхранената топлина да се връща в електрическата мрежа, а не само към отоплителната система.
Засега обаче решението им работи основно на север, тъй като осигурява единствено отопление - един от най-нужните ресурси на места като Финландия, където е студено от септември до май и има широка инфраструктура за централно отопление. Потенциалът обаче е и за енергия в индустриален мащаб за бизнеси като пекарни, перални и всички, които използват високи температури.
Затова и откакто се чува за успеха им, малката компания е залята от запитвания и покани да построи складове на още куп места. Междувременно са на път да подпишат договор за още един, по-голям склад във Финландия - с 10 пъти по-голям капацитет.
"Искаме да изградим стотици пъти по-големи складове по света колкото може по-бързо", казва Марку Ульонен.
"Не мисля, че това е единственият отговор на въпроса как да осигурим постоянни доставки на зелена енергия, но това е част от решението", коментира иновацията пред Би Би Си Ева Понграч, изследовател по инженерни науки от университета в Оулу, Северна Финландия.
