Βασικά Takeaways
- Μια φινλανδική εταιρεία εγκατέστησε μια μπαταρία άμμου σε μια πόλη της Φινλανδίας.
- Η ενέργεια αποθηκεύεται ως θερμότητα στην άμμο για μήνες, η οποία χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού που διοχετεύεται στους κατοίκους κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
- Με αυξημένη παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, οι φθηνές λύσεις αποθήκευσης είναι η ανάγκη της ώρας, προτείνουν οι ειδικοί.
Υπάρχουν περισσότερα στην πράσινη ενέργεια από την απλή παραγωγή. Η εύρεση αποτελεσματικών και φιλικών προς το περιβάλλον μηχανισμών για την αποθήκευση όλης αυτής της καθαρής ενέργειας είναι εξίσου σημαντική.
Αν και οι ερευνητές εργάζονται για να μετατρέψουν τους ουρανοξύστες σε γιγάντιες μπαταρίες, η Polar Night Energy (PNE) στη Φινλανδία εγκατέστησε την πρώτη εμπορική μπαταρία άμμου, η οποία μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια για αρκετούς μήνες, για να ζεστάνει τα σπίτια το χειμώνα όταν αυξάνονται οι ενεργειακές ανάγκες.
«Η παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια είναι εξαιρετικά ασταθής και επικαλύπτεται μόνο εν μέρει με την κατανάλωση στο χρόνο», εξηγεί η PNE στον ιστότοπό της. "Η τεχνολογία μας παρέχει έναν τρόπο να τελειοποιήσουμε τη φθηνή και καθαρή πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια σε πολύτιμη θερμότητα με προσιτό τρόπο, ώστε να χρησιμοποιείται όταν χρειάζεται περισσότερο."
Κάτω στη Γη
Με απλά λόγια, μια μπαταρία άμμου μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα, την οποία στη συνέχεια αποθηκεύει για μελλοντική χρήση. Η άμμος δεν είναι μόνο ένα από τα φθηνότερα μέσα αποθήκευσης θερμότητας, είναι επίσης πολύ αποτελεσματική και χάνει ελάχιστα με την πάροδο του χρόνου.
Σε αντίθεση με μια μπαταρία ιόντων λιθίου, μια μπαταρία άμμου χρησιμοποιεί αντίσταση για να αυξήσει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, η οποία στη συνέχεια μεταφέρεται στην άμμο με τη βοήθεια ενός εναλλάκτη θερμότητας. Η άμμος έχει πολύ υψηλή θερμοκρασία τήξης που είναι εκατοντάδες βαθμούς Φαρενάιτ. Είναι σημαντικό ότι η άμμος μπορεί να αποθηκεύσει θερμική ενέργεια για μήνες αδιάκοπα, καθιστώντας τις μπαταρίες άμμου βιώσιμη λύση μακροπρόθεσμης αποθήκευσης.
Η PNE δημιούργησε την πρώτη εμπορική μπαταρία άμμου σε μια μικρή επιχείρηση ενέργειας στην πόλη Kankaanpää στη δυτική Φινλανδία. Η μπαταρία έχει τη μορφή ενός σιλό που είναι γεμάτο με περίπου 100 τόνους άμμου.
Επί του παρόντος, η μπαταρία τροφοδοτεί το σύστημα κεντρικής θέρμανσης για την περιοχή. Σύμφωνα με την PNE, όταν απαιτείται, ο ζεστός αέρας στην μπαταρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ζεστάνει νερό, το οποίο στη συνέχεια αντλείται σε γραφεία και σπίτια στη γειτονιά.
Η φινλανδική μπαταρία άμμου έχει θερμαντική ισχύ 100 kW και συνολική χωρητικότητα αποθήκευσης 8 MWh. Σύμφωνα με την εταιρεία, η μπαταρία κοστίζει λιγότερο από 10 $ ανά κιλοβατώρα και μόλις λειτουργήσει μπορεί να διαρκέσει για "δεκάδες χρόνια".
… τα οικονομικά εξαρτώνται από το κόστος κεφαλαίου του συστήματος όπου οι τεχνολογίες αποθήκευσης θερμικής ενέργειας δείχνουν υπόσχεση.
Εκτός αυτού, η PNE διαθέτει επίσης ένα μικρότερο λειτουργικό δοκιμαστικό πιλότο 3 MWh στην Hiedanranta του Τάμπερε, που είναι συνδεδεμένο με ένα τοπικό δίκτυο τηλεθέρμανσης και παρέχει θερμότητα για μερικά κτίρια. Η εταιρεία χρησιμοποίησε αυτό το πιλότο για να δοκιμάσει, να επικυρώσει και να βελτιστοποιήσει τη λύση της μπαταρίας άμμου. Το πιλοτικό έργο λαμβάνει μέρος της ενέργειάς του από μια διάταξη ηλιακών πάνελ 100 τετραγωνικών μέτρων και την υπόλοιπη από το παραδοσιακό ηλεκτρικό δίκτυο.
Μακροπρόθεσμη Λύση
Η αυξημένη προσπάθεια για μεγιστοποίηση της παραγωγής ανανεώσιμων πηγών πράσινης ενέργειας σε όλο τον κόσμο αναγκάζει τους ερευνητές να αναζητούν καινοτόμες λύσεις για την αποθήκευση αυτής της ενέργειας για μελλοντική χρήση.
Ενώ οι παραδοσιακές χημικές μπαταρίες που κατασκευάζονται με λίθιο και άλλα ορυκτά μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για αυτήν την εργασία, δεν είναι βιώσιμες ούτε οικονομικές μακροπρόθεσμα, όταν ένα μεγάλο κομμάτι ηλεκτρικής ενέργειας θα παράγεται από ανανεώσιμες πηγές, υποστηρίζει PNE.
Εκτός από το PNE, αρκετοί άλλοι ερευνητές διερευνούν τη χρήση μπαταριών άμμου ως μέσο αποθήκευσης ενέργειας. Το έργο ENDURING του Εθνικού Εργαστηρίου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας των ΗΠΑ (NREL) δημιούργησε με επιτυχία μια λύση αποθήκευσης θερμικής ενέργειας που χρησιμοποιεί την άμμο ως μέσο αποθήκευσης.
Ο ερευνητής NREL Πάτρικ Ντάβενπορτ είπε ότι το έργο ENDURING βοήθησε να επιδειχθεί μια ξεκάθαρη διαδρομή για να ξεπεράσει το 50% της αποτελεσματικότητας μετ' επιστροφής. Η απόδοση μετ' επιστροφής καθορίζει το ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που τίθεται σε αποθήκευση και ανακτάται αργότερα. Όσο υψηλότερη είναι η απόδοση μετ' επιστροφής, τόσο λιγότερη ενέργεια χάνεται στη διαδικασία αποθήκευσης.
Αυτό είναι σημαντικό, καθώς οι μπαταρίες άμμου είναι καλές για την αποθήκευση και την απελευθέρωση θερμότητας, αλλά δεν είναι πολύ αποτελεσματικές όταν πρόκειται για την επιστροφή ρεύματος στο ηλεκτρικό δίκτυο, παρατηρεί το ρεπορτάζ του BBC για τη φινλανδική μπαταρία.
Σε ανταλλαγή email με το Lifewire, ο Davenport υποστήριξε ότι παρόλο που η απόδοση μετ' επιστροφής των μπαταριών άμμου δεν ταιριάζει με τις σύγχρονες χημικές μπαταρίες, όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, υπερκαλύπτουν την απώλεια με το να εξαιρετικά επεκτάσιμο και για το εξαιρετικά χαμηλό κόστος κεφαλαίου τους.
"Με την προοπτική ενός τακτικού χαμηλού κόστους ηλεκτρικής ενέργειας (δωρεάν ή ακόμη και επί πληρωμή για χρήση κατά καιρούς), η απόδοση μετ' επιστροφής γίνεται λιγότερο σημαντική", υποστήριξε ο Davenport. "Αντίθετα, τα οικονομικά εξαρτώνται από το κόστος κεφαλαίου του συστήματος όπου οι τεχνολογίες αποθήκευσης θερμικής ενέργειας δείχνουν υπόσχεση."
