Ключови изводи
- Финландска компания инсталира пясъчна батерия в град във Финландия.
- Енергията се съхранява като топлина в пясъка в продължение на месеци, който се използва за загряване на вода, която се доставя на жителите през зимата.
- С увеличеното производство на енергия от възобновяеми източници, евтините решения за съхранение са необходимостта на момента, предполагат експерти.
Зелената енергия е нещо повече от просто генериране. Намирането на ефективни и щадящи околната среда механизми за съхраняване на цялата тази чиста енергия е също толкова важно.
Въпреки че изследователите работят за превръщането на небостъргачите в гигантски батерии, Polar Night Energy (PNE) във Финландия инсталира първата комерсиална пясъчна батерия, която може да съхранява енергия за няколко месеца, за да затопля домовете през зимата, когато енергийните нужди нарастват.
„Производството на възобновяеми енергийни източници като вятърна и слънчева енергия е силно нестабилно и само частично се припокрива с потреблението във времето“, обяснява PNE на своя уебсайт. „Нашата технология предоставя начин за пречистване на евтина и чиста излишна електроенергия до ценна топлина по достъпен начин, която да се използва, когато е най-необходима.“
Надолу към Земята
Казано просто, пясъчната батерия преобразува електричеството в топлина, която след това съхранява за по-късна употреба. Пясъкът е не само един от най-евтините носители за съхранение на топлина, той също е много ефективен и губи малко с времето.
За разлика от литиево-йонната батерия, пясъчната батерия използва резистивно нагряване, за да повиши температурата на околната среда, която след това се прехвърля към пясъка с помощта на топлообменник. Пясъкът има много висока температура на топене, която е стотици градуси по Фаренхайт. Важно е, че пясъкът може да съхранява топлинна енергия в продължение на месеци, което прави пясъчните батерии жизнеспособно решение за дългосрочно съхранение.
PNE изгради първата търговска пясъчна батерия в малка енергийна компания в град Канкаанпя в западна Финландия. Батерията е под формата на силоз, пълен с около 100 тона пясък.
В момента акумулаторът захранва парното на ж.к. Според PNE, когато е необходимо, горещият въздух в батерията може да се използва за затопляне на вода, която след това се изпомпва до офиси и домове в квартала.
Финландската пясъчна батерия има 100 kW топлинна мощност и общ капацитет за съхранение от 8 MWh. Според компанията батерията струва по-малко от 10 долара за киловатчас и след като започне да работи, може да издържи "десетки години".
… икономиката зависи от капиталовите разходи на системата, където технологиите за съхранение на топлинна енергия са обещаващи.
Освен това, PNE също има по-малък оперативен пилотен тест с 3 MWh в Хиеданранта, Тампере, който е свързан към местна топлофикационна мрежа и осигурява топлина за няколко сгради. Компанията използва този пилотен проект, за да тества, валидира и оптимизира решението за пясъчни батерии. Пилотният проект получава част от енергията си от масив от слънчеви панели от 100 квадратни метра, а останалата част от традиционната електрическа мрежа.
Дългосрочно решение
Повишените усилия за максимизиране на генерирането на възобновяема зелена енергия по света карат изследователите да търсят иновативни решения за съхраняване на тази енергия за по-късна употреба.
Въпреки че традиционните химически батерии, направени с литий и други минерали, могат да бъдат преназначени за тази задача, те не са устойчиви, нито рентабилни в дългосрочен план, когато голяма част от електроенергията ще се генерира от възобновяеми източници, твърди PNE.
В допълнение към PNE, няколко други изследователи изследват използването на пясъчни батерии като средство за съхранение на енергия. Проектът ENDURING на Националната лаборатория за възобновяема енергия на САЩ (NREL) успешно създаде прототип на решение за съхранение на топлинна енергия, което използва пясък като среда за съхранение.
Изследователят на NREL Патрик Дейвънпорт каза, че проектът ENDURING е помогнал да се демонстрира ясен път за надхвърляне на 50% ефективност на двупосочно пътуване. Ефективността на двупосочното пътуване определя процента на електричеството, поставено в съхранение и по-късно извлечено. Колкото по-висока е ефективността на обратното пътуване, толкова по-малко енергия се губи в процеса на съхранение.
Това е важно, тъй като пясъчните батерии са добри за съхранение и освобождаване на топлина, но не са много ефективни, когато става въпрос за връщане на енергия към електрическата мрежа, отбелязва BBC, репортаж за финландската батерия.
В размяна на имейли с Lifewire, Дейвънпорт твърди, че въпреки че двупосочната ефективност на пясъчните батерии не е съпоставима със съвременните химически батерии, като литиево-йонни, те повече от компенсират загубата, като са силно мащабируеми и за техните изключително ниски капиталови разходи.
"С перспективата за редовна ниска цена на електроенергия (безплатна или дори платена за използване на моменти), ефективността на двупосочното пътуване става по-малко важна", твърди Дейвънпорт. „Вместо това икономиката зависи от капиталовите разходи на системата, където технологиите за съхранение на топлинна енергия са обещаващи.“
