В Финляндии запустили крупнейшую в мире песчаную батарею. Как это работает?

Уникальный энергетический проект помогает максимально использовать зеленую энергию и сокращает выбросы углерода.

Песчаная батарея в финском муниципалитете Порнайнен. Фото: Polar Night Energy

Как сообщает IFLScience.com, в финском муниципалитете Порнайнен, что примерно в часе езды от Хельсинки, заработала крупнейшая в мире песчаная батарея. Этот технологический объект способен ежегодно сокращать выбросы парниковых газов в системе местного теплоснабжения примерно на 160 тонн — это почти 70% от общего объема.

Что такое песчаные батареи?

Песчаные батареи, или системы накопления тепловой энергии на основе песка, — это инновационная технология, которая использует песок или другие сыпучие материалы, такие как дробленый камень, для хранения тепловой энергии. 

Эти системы предназначены для накопления избытков энергии, например, от солнечных панелей или ветровых турбин, и ее последующего использования в периоды наибольшего спроса. Песчаные батареи отличаются своей экологичностью, долговечностью и низкой стоимостью по сравнению с традиционными аккумуляторами, такими как литий-ионные.

Основное преимущество песка как материала заключается в его доступности, низкой стоимости и высокой теплоемкости — то есть он очень медленно нагревается, но так же медленно остывает.

Как это работает

Принцип работы песчаных батарей основан на преобразовании электрической энергии в тепловую и ее хранении в песке. Электрическая энергия, полученная, например, из возобновляемых источников (солнечных панелей, ветровых турбин), используется для нагрева песка до температуры 500 °C за счет так называемого резистивного нагрева (ровно по тому же принципу устроена работа электрических каминов) в специальном изолированном контейнере.

В случае Порнайнена это емкость цилиндрической формы 13 метров в высоту и 15 метров в ширину. Внутри этого гигантского резервуара находится около 2000 тонн дробленого талькохлорита — метаморфической породы, которая хорошо сохраняет тепло. По словам разработчиков, хранилище может поддерживать температуру песка на уровне около 500 градусов в течение нескольких месяцев с низкими потерями.

При необходимости накопленная энергия высвобождается в виде пара, кипятка или горячего воздуха, который используется для промышленных и бытовых нужд. Например, в Порнайнене — для нагрева воды, поступающей в систему центрального отопления.

Почему это важно?

Песчаные батареи — ответ на одну из главных проблем возобновляемой энергетики: нестабильность производства. Мир все больше ориентируется на более чистые источники энергии, такие как солнечная и ветровая, но у них есть существенный недостаток: они производят энергию только тогда, когда светит солнце или дует ветер. Песчаная батарея помогает решить эту проблему, аккумулируя энергию в форме тепла и возвращая ее тогда, когда потребление наивысшее.

Большой объем хранения позволяет сглаживать колебания в потреблении и производстве, поддерживая стабильность электросети. Это важный шаг на пути к энергетической устойчивости.

Песчаные батареи активно тестируются и внедряются в некоторых странах, особенно в тех, где высокий уровень использования возобновляемых источников энергии. Кроме Финляндии, известны примеры их экспериментальной эксплуатации в Германии, Дании и Австралии.

Песчаные батареи рассматриваются как перспективная идея для решения проблемы прерывистого характера возобновляемых источников энергии. Они могут стать ключевым элементом в переходе к чистой энергии, особенно в регионах с высоким спросом на отопление или в промышленных системах, где требуется хранение больших объемов энергии.

Благодаря постоянным исследованиям и разработкам такие системы могут стать более компактными и эффективными, что расширит их применение в жилых и коммерческих секторах.

Комментарии к статье