الوجبات الجاهزة الرئيسية
- قامت شركة فنلندية بتركيب بطارية رملية في بلدة في فنلندا
- يتم تخزين الطاقة على شكل حرارة في الرمال لأشهر ، والتي تُستخدم لتسخين المياه التي يتم توصيلها بالأنابيب إلى السكان خلال فصل الشتاء.
- مع زيادة إنتاج الطاقة المتجددة ، فإن حلول التخزين الرخيصة هي حاجة الساعة ، يقترح الخبراء.
الطاقة الخضراء أكثر من مجرد توليد. إن إيجاد آليات فعالة وصديقة للبيئة لتخزين كل تلك الطاقة النظيفة أمر لا يقل أهمية.
حتى أثناء عمل الباحثين على تحويل ناطحات السحاب إلى بطاريات عملاقة ، قامت شركة Polar Night Energy (PNE) في فنلندا بتركيب أول بطارية رملية تجارية ، والتي يمكنها تخزين الطاقة لعدة أشهر ، لتدفئة المنازل في الشتاء عندما ترتفع احتياجات الطاقة
"إنتاج مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية شديد التقلب ، ويتداخل جزئيًا فقط مع الاستهلاك في الوقت المناسب ،" يوضح PNE على موقعه على الإنترنت. "توفر تقنيتنا طريقة لتنقية فائض الكهرباء الرخيصة والنظيفة للحصول على حرارة قيمة بطريقة ميسورة لاستخدامها عند الحاجة إليها."
نزولاً إلى الأرض
ببساطة ، تعمل البطارية الرملية على تحويل الكهرباء إلى حرارة ، ثم تخزنها لاستخدامها لاحقًا. الرمال ليست فقط واحدة من أرخص الوسائل لتخزين الحرارة ، بل هي أيضًا فعالة جدًا ولا تفقد إلا القليل بمرور الوقت.
على عكس بطارية الليثيوم أيون ، تستخدم البطارية الرملية تسخينًا مقاومًا لزيادة درجة الحرارة المحيطة ، والتي يتم نقلها بعد ذلك إلى الرمال بمساعدة مبادل حراري.تتمتع الرمال بدرجة حرارة انصهار عالية جدًا تصل إلى مئات الدرجات فهرنهايت. الأهم من ذلك ، يمكن للرمل تخزين الطاقة الحرارية لأشهر متتالية ، مما يجعل البطاريات الرملية حلاً قابلاً للتطبيق للتخزين على المدى الطويل.
قامت PNE بتركيب أول بطارية رملية تجارية في مرفق صغير للطاقة في مدينة كانكانبا في غرب فنلندا. البطارية تأخذ شكل صومعة مليئة بحوالي 100 طن من الرمل.
حاليًا ، تعمل البطارية على تشغيل نظام التدفئة المركزية للمنطقة. وفقًا لـ PNE ، عند الحاجة ، يمكن استخدام الهواء الساخن في البطارية لتسخين الماء ، والذي يتم بعد ذلك ضخه إلى المكاتب والمنازل في الحي.
تحتوي البطارية الرملية الفنلندية على طاقة تسخين 100 كيلو وات ، وسعة تخزين إجمالية تبلغ 8 ميجاوات في الساعة. وفقًا للشركة ، تكلف البطارية أقل من 10 دولارات للكيلوواط / ساعة ، وبمجرد تشغيلها يمكن أن تستمر "لعشرات السنين".
… يتوقف الاقتصاد على التكاليف الرأسمالية للنظام حيث تظهر تقنيات تخزين الطاقة الحرارية واعدة.
إلى جانب ذلك ، تمتلك PNE أيضًا طيارًا أصغر للاختبار التشغيلي 3 ميجاوات في Hiedanranta ، تامبيري ، وهو متصل بشبكة تدفئة محلية ، ويوفر الحرارة لمبنيين. استخدمت الشركة هذا الطيار لاختبار حل البطارية الرملية والتحقق من صحته وتحسينه. يحصل المشروع التجريبي على بعض طاقته من مجموعة ألواح شمسية مساحتها 100 متر مربع والباقي من الشبكة الكهربائية التقليدية.
حل طويل الأمد
الجهد المتزايد لتعظيم توليد الطاقة الخضراء المتجددة في جميع أنحاء العالم دفع الباحثين للبحث عن حلول مبتكرة لتخزين هذه الطاقة لاستخدامها لاحقًا.
بينما يمكن إعادة استخدام البطاريات الكيميائية التقليدية المصنوعة من الليثيوم والمعادن الأخرى لهذه المهمة ، فإنها ليست مستدامة وغير فعالة من حيث التكلفة على المدى الطويل ، عندما يتم توليد جزء كبير من الكهرباء من مصادر متجددة ، كما يقول PNE
بالإضافة إلى PNE ، يستكشف العديد من الباحثين الآخرين استخدام البطاريات الرملية كوسيلة لتخزين الطاقة.نجح مشروع ENDURING التابع للمختبر الوطني الأمريكي للطاقة المتجددة (NREL) في تصميم نموذج أولي لحل تخزين الطاقة الحرارية الذي يستخدم الرمال كوسيط للتخزين.
قال الباحث باتريك دافنبورتفي NREL إن مشروع ENDURING ساعد في إظهار مسار واضح لتجاوز كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا بنسبة 50 ٪. تحدد كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا النسبة المئوية للكهرباء التي يتم تخزينها واستردادها لاحقًا. كلما زادت كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا ، قل فقدان الطاقة في عملية التخزين.
هذا مهم لأن البطاريات الرملية جيدة لتخزين وإطلاق الحرارة ولكنها ليست فعالة للغاية عندما يتعلق الأمر بإعادة الطاقة إلى شبكة الكهرباء ، كما يلاحظ تقرير البي بي سي عن البطارية الفنلندية.
في تبادل بريد إلكتروني مع Lifewire ، أكد دافنبورت أنه على الرغم من أن كفاءة الرحلات ذهابًا وإيابًا للبطاريات الرملية ليست مطابقة للبطاريات الكيميائية الحديثة ، مثل Lithium-Ion ، إلا أنها تعوض الخسارة بكونها أكثر من قابلة للتطوير بدرجة كبيرة ، ولتكاليفها الرأسمالية المنخفضة للغاية.
أكد دافنبورت: "مع توقع التكلفة المنخفضة العادية للكهرباء (مجانًا أو حتى مدفوعة للاستخدام في بعض الأحيان) ، تصبح كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا أقل أهمية". "بدلاً من ذلك ، يتوقف الاقتصاد على التكاليف الرأسمالية للنظام حيث تظهر تقنيات تخزين الطاقة الحرارية واعدة."
