«Песчаная батарея» может решить большую проблему зеленой энергии
Разработчики говорят, что это может решить проблему круглогодичного снабжения, серьезную проблему для зеленой энергетики. Используя низкосортный песок, устройство заряжается теплом, полученным из дешевой электроэнергии солнца или ветра. Песок аккумулирует тепло при температуре около 500°C, что позволяет обогревать дома зимой, когда энергия стоит дороже.
Финляндия получала большую часть своего газа из России, но Москва прекратила поставки газа и электричества после решения Финляндии вступить в НАТО. Беспокойство по поводу источников тепла и света, особенно в связи с приближением долгой и холодной финской зимы, беспокоит как политиков, так и граждан.
На небольшой электростанции в западной Финляндии стоит новая технология, которая может облегчить некоторые из этих забот. Ключевой элемент в этом устройстве - около 100 тонн строительного песка в уныло-сером бункере. Эти необработанные и готовые зерна вполне могут представлять собой простой и экономичный способ хранения энергии, когда она больше всего нужна.
Из-за изменения климата, а теперь и благодаря быстрому росту цен на ископаемое топливо, наблюдается всплеск инвестиций в производство новых возобновляемых источников энергии.
Несмотря на то, что новые солнечные батареи и ветряные турбины могут быть быстро добавлены к национальным сетям, эти дополнительные источники также создают огромные проблемы. Самый сложный вопрос о прерывистости — как вы поддерживаете свет, когда солнце не светит и ветер не дует?
Добавление большего количества возобновляемых источников энергии в электрическую сеть также означает, что вам необходимо увеличить другие источники энергии, чтобы сбалансировать сеть, поскольку слишком много или слишком мало энергии может привести к ее коллапсу.
Наиболее очевидным ответом на эти проблемы являются крупномасштабные батареи, которые могут накапливать и балансировать потребности в энергии по мере того, как сеть становится более экологичной.
В настоящее время большинство аккумуляторов изготавливаются из лития, они дороги, занимают много места и могут справиться только с ограниченным количеством избыточной мощности.
Но в городе Канкаанпяя группа молодых финских инженеров завершила первую коммерческую установку батареи из песка, которая, по их мнению, может решить проблему хранения недорогим и безопасным способом.
«Всякий раз, когда возникает такой высокий всплеск доступной зеленой электроэнергии, мы хотим иметь возможность очень быстро доставить ее в хранилище», — сказал Маркку Юленен, один из двух основателей Polar Night Energy, разработавших продукт.
Устройство было установлено на электростанции Ватаянкоски, которая управляет системой централизованного теплоснабжения в этом районе.
Дешевая электроэнергия нагревает песок до 500°C за счет резистивного нагрева (тот же самый процесс, благодаря которому работают электрические камины). Это генерирует горячий воздух, который циркулирует в песке с помощью теплообменника.
Песок является очень эффективной средой для хранения тепла и мало теряет со временем. Разработчики говорят, что их устройство может поддерживать температуру песка в 500 градусов в течение нескольких месяцев.
Поэтому, когда цены на энергию выше, батарея выпускает горячий воздух, который нагревает воду для системы централизованного теплоснабжения, которая затем подается в дома, офисы и даже в местный бассейн.
Идея песчаной батареи была впервые разработана на бывшем целлюлозном заводе в городе Тампере, где совет пожертвовал рабочее пространство и предоставил финансирование для его запуска.
«Если у нас есть несколько электростанций, которые работают всего несколько часов в зимнее время, когда самые холодные дни, это будет очень дорого», — сказала Элина Сеппянен, специалист по энергетике и климату города. «Но если у нас будет такое решение, которое обеспечивает гибкость использования и хранения тепла, я думаю, это значительно поможет с точки зрения затрат».
Одна из больших проблем сейчас заключается в том, можно ли масштабировать технологию, чтобы она действительно имела значение, и смогут ли разработчики использовать ее для получения электричества, а также тепла? Эффективность резко падает, когда песок используется только для возврата энергии в электросеть.
Но хранение зеленой энергии в виде тепла в долгосрочной перспективе также является огромной возможностью для промышленности, где большая часть технологического тепла, используемого в продуктах питания и напитках, текстиле или фармацевтике, поступает от сжигания ископаемого топлива.
Другие исследовательские группы, такие как Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США, активно рассматривают песок как жизнеспособную форму батареи для экологически чистой энергии. Но финны первыми создали работающую коммерческую систему, которая пока работает хорошо, по словам человека, инвестировавшего в систему.
«Это действительно просто, но нам понравилась идея попробовать что-то новое, стать первыми в мире, кто сделал что-то подобное», — сказал Пекка Пасси, управляющий директор электростанции Ватаянкоски. «Это немного безумно, если хотите, но я думаю, что это будет успех».