Klíčové poznatky
- Finská společnost instalovala pískovou baterii ve městě ve Finsku.
- Energie se měsíce ukládá jako teplo v písku, který se používá k ohřevu vody, která je během zimy přiváděna k obyvatelům.
- Se zvýšenou výrobou energie z obnovitelných zdrojů jsou levná úložná řešení nutností, navrhují odborníci.
V zelené energii je více než jen výroba. Nalezení účinných a ekologických mechanismů pro ukládání veškeré čisté energie je stejně důležité.
V době, kdy výzkumníci pracují na přeměně mrakodrapů na obří baterie, společnost Polar Night Energy (PNE) ve Finsku nainstalovala první komerční pískovou baterii, která dokáže uchovat energii po dobu několika měsíců, aby vytopila domovy v zimě, když energetické potřeby rostou.
„Výroba obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná a solární energie, je velmi nestálá a pouze částečně se překrývá se spotřebou v čase,“vysvětluje PNE na svých webových stránkách. „Naše technologie poskytuje způsob, jak rafinovat levnou a čistou přebytečnou elektřinu na cenné teplo, a to cenově dostupným způsobem, který lze využít, když je to nejvíce potřeba.“
Dolů na Zemi
Zjednodušeně řečeno, písková baterie přeměňuje elektřinu na teplo, které pak ukládá pro pozdější použití. Písek není jen jedním z nejlevnějších médií pro uchovávání tepla, ale je také velmi účinný a v průběhu času ztrácí jen málo.
Na rozdíl od lithium-iontové baterie využívá písková baterie ke zvýšení okolní teploty odporový ohřev, který se pak pomocí tepelného výměníku přenáší na písek. Písek má velmi vysokou teplotu tání, která je stovky stupňů Fahrenheita. Důležité je, že písek dokáže akumulovat tepelnou energii celé měsíce, díky čemuž jsou pískové baterie životaschopným řešením pro dlouhodobé skladování.
PNE postavila první komerční pískovou baterii v malé energetické společnosti ve městě Kankaanpää v západním Finsku. Baterie má podobu sila, které je naplněno asi 100 tunami písku.
V současné době baterie napájí systém ústředního vytápění okresu. Podle PNE lze horký vzduch v baterii v případě potřeby použít k ohřevu vody, která je následně čerpána do kanceláří a domácností v sousedství.
Finská písková baterie má topný výkon 100 kW a celkovou skladovací kapacitu 8 MWh. Podle společnosti stojí baterie méně než 10 dolarů za kilowatthodinu a po uvedení do provozu může vydržet „desítky let“.
… ekonomika závisí na kapitálových nákladech systému tam, kde jsou technologie skladování tepelné energie slibné.
Kromě toho má PNE také menší 3 MWh provozní zkušební pilot v Hiedanranta, Tampere, který je připojen k místní síti dálkového vytápění a zajišťuje teplo pro několik budov. Společnost použila tento pilotní projekt k testování, ověřování a optimalizaci řešení pískových baterií. Pilotní projekt získává část energie z pole solárních panelů o rozloze 100 metrů čtverečních a zbytek z tradiční elektrické sítě.
Dlouhodobé řešení
Zvýšené úsilí o maximalizaci výroby obnovitelné zelené energie na celém světě vede výzkumníky k hledání inovativních řešení, jak tuto energii uložit pro pozdější použití.
Zatímco tradiční chemické baterie vyrobené z lithia a jiných minerálů lze pro tento úkol znovu použít, nejsou udržitelné ani nákladově efektivní z dlouhodobého hlediska, kdy bude velká část elektřiny vyráběna z obnovitelných zdrojů, tvrdí. PNE.
Kromě PNE několik dalších výzkumníků zkoumá využití pískových baterií jako prostředku pro skladování energie. Projekt ENDURING americké Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL) úspěšně vytvořil prototyp řešení pro skladování tepelné energie, které používá jako skladovací médium písek.
Výzkumník NREL Patrick Davenport řekl, že projekt ENDURING pomohl demonstrovat jasnou cestu k překročení 50% efektivity zpáteční cesty. Efektivita zpáteční cesty udává procento elektřiny uložené do úložiště a později získané. Čím vyšší je efektivita zpáteční cesty, tím méně energie se ztratí v procesu skladování.
To je důležité, protože pískové baterie jsou dobré pro uchovávání a uvolňování tepla, ale nejsou příliš účinné, pokud jde o vracení energie do elektrické sítě, poznamenává zpravodaj BBC o finské baterii.
Ve e-mailové výměně s Lifewire Davenport tvrdil, že ačkoliv se účinnost pískových baterií zpáteční cesty nevyrovná moderním chemickým bateriím, jako jsou lithium-iontové, více než kompenzují ztrátu tím, že jsou vysoce škálovatelné a pro jejich mimořádně nízké kapitálové náklady.
"S vyhlídkou na pravidelné nízké náklady na elektřinu (zdarma nebo dokonce placenou za použití občas) se účinnost zpáteční cesty stává méně důležitou, " tvrdil Davenport. "Namísto toho je ekonomika závislá na kapitálových nákladech systému, kde technologie skladování tepelné energie jsou slibné."
