Kľúčové poznatky
- Fínska spoločnosť nainštalovala pieskovú batériu v meste vo Fínsku.
- Energia sa mesiace ukladá ako teplo v piesku, ktorý sa používa na ohrev vody, ktorá sa počas zimy privádza k obyvateľom.
- Vďaka zvýšenej výrobe obnoviteľnej energie sú lacné riešenia skladovania nevyhnutnosťou, navrhujú odborníci.
V zelenej energii je viac ako len výroba. Nájdenie účinných a ekologických mechanizmov na uskladnenie všetkej čistej energie je rovnako dôležité.
Aj keď výskumníci pracujú na premene mrakodrapov na obrie batérie, spoločnosť Polar Night Energy (PNE) vo Fínsku nainštalovala prvú komerčnú pieskovú batériu, ktorá dokáže uchovať energiu na niekoľko mesiacov, aby vykúrila domovy v zime, keď energetické potreby stúpajú.
„Výroba obnoviteľných zdrojov energie, ako je veterná a solárna energia, je veľmi nestála a len čiastočne sa prekrýva so spotrebou v čase,“vysvetľuje PNE na svojej webovej stránke. “Naša technológia poskytuje spôsob, ako rafinovať lacnú a čistú prebytočnú elektrickú energiu na cenné teplo cenovo dostupným spôsobom, ktorý možno použiť vtedy, keď je to najviac potrebné.”
Down to Earth
Zjednodušene povedané, piesková batéria premieňa elektrinu na teplo, ktoré potom ukladá na neskoršie použitie. Piesok nie je len jedným z najlacnejších médií na uchovávanie tepla, ale je tiež veľmi účinný a časom stráca len málo.
Na rozdiel od lítium-iónovej batérie piesková batéria využíva odporový ohrev na zvýšenie okolitej teploty, ktorá sa potom pomocou výmenníka tepla prenáša do piesku. Piesok má veľmi vysokú teplotu topenia, ktorá je stovky stupňov Fahrenheita. Dôležité je, že piesok dokáže akumulovať tepelnú energiu celé mesiace, vďaka čomu sú pieskové batérie životaschopným riešením dlhodobého skladovania.
PNE postavila prvú komerčnú pieskovú batériu v malom energetickom podniku v meste Kankaanpää v západnom Fínsku. Batéria má podobu sila, ktoré je naplnené asi 100 tonami piesku.
V súčasnosti batéria napája systém ústredného kúrenia okresu. Podľa PNE môže byť horúci vzduch v batérii v prípade potreby použitý na ohriatie vody, ktorá sa potom pumpuje do kancelárií a domov v susedstve.
Fínska piesková batéria má vykurovací výkon 100 kW a celkovú akumulačnú kapacitu 8 MWh. Podľa spoločnosti stojí batéria menej ako 10 dolárov za kilowatthodinu a po uvedení do prevádzky môže vydržať „desiatky rokov“.
… ekonomika závisí od systémových kapitálových nákladov, kde sú sľubné technológie skladovania tepelnej energie.
Okrem toho má PNE aj menší 3 MWh prevádzkový skúšobný pilot v Hiedanranta, Tampere, ktorý je napojený na miestnu sieť diaľkového vykurovania a zabezpečuje teplo pre niekoľko budov. Spoločnosť použila tento pilotný projekt na testovanie, overovanie a optimalizáciu riešenia pieskových batérií. Pilotný projekt získava časť energie z poľa solárnych panelov s rozlohou 100 metrov štvorcových a zvyšok z tradičnej elektrickej siete.
Dlhodobé riešenie
Zvýšené úsilie o maximalizáciu výroby obnoviteľnej zelenej energie na celom svete prinútilo výskumníkov hľadať inovatívne riešenia na uskladnenie tejto energie na neskoršie použitie.
Hoci tradičné chemické batérie vyrobené z lítia a iných minerálov možno na túto úlohu znovu použiť, nie sú dlhodobo udržateľné ani nákladovo efektívne, keď sa veľká časť elektriny bude vyrábať z obnoviteľných zdrojov, tvrdí. PNE.
Okrem PNE niekoľko ďalších výskumníkov skúma využitie pieskových batérií ako prostriedku na skladovanie energie. Projekt ENDURING amerického Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu (NREL) úspešne vytvoril prototyp riešenia skladovania tepelnej energie, ktoré využíva piesok ako skladovacie médium.
Výskumník NREL Patrick Davenport povedal, že projekt ENDURING pomohol demonštrovať jasnú cestu k prekročeniu 50 % efektivity obojsmernej cesty. Efektívnosť obojsmernej energie udáva percento elektriny uloženej a neskôr získanej. Čím vyššia je spiatočná účinnosť, tým menej energie sa stratí v procese skladovania.
Je to dôležité, pretože pieskové batérie sú dobré na skladovanie a uvoľňovanie tepla, ale nie sú veľmi účinné, pokiaľ ide o vracanie energie do elektrickej siete, poznamenáva spravodajská stanica BBC o fínskej batérii.
V e-mailovej výmene so spoločnosťou Lifewire Davenport tvrdil, že hoci efektivita pieskových batérií nie je porovnateľná s modernými chemickými batériami, ako je napríklad lítium-iónová, viac než kompenzujú stratu tým, že vysoko škálovateľné a pre ich mimoriadne nízke kapitálové náklady.
„S perspektívou pravidelne nízkych nákladov na elektrinu (bezplatnú alebo dokonca platenú za používanie občas) sa účinnosť obojsmernej cesty stáva menej dôležitou,“tvrdí Davenport. „Namiesto toho ekonomika závisí od systémových kapitálových nákladov, kde sú sľubné technológie skladovania tepelnej energie.“
