«Песчаная батарея» — это высокотемпературный накопитель тепловой энергии, в котором в качестве среды хранения используется песок или подобные ему материалы.
Первый песчаный накопитель энергии (высокотемпературный крупномасштабный накопитель тепла) появился на финской электростанции в Ватаянкоски. Он состоит из 100 тонн обычного песка, который электроэнергия нагревает до 500 ° C с помощью проводов сопротивления. Этот накопитель энергии установил финский стартап Polar Night Energy.
Его основное предназначение – работать в качестве мощного и вместительного резервуара для избыточной энергии ветра и солнца.
Внутри песка построена система теплопередачи, которая обеспечивает эффективную передачу энергии в хранилище и обратно. Надлежащая изоляция между хранилищем и окружающей средой обеспечивает длительный срок хранения с минимальными потерями тепла.
Всякий раз, когда появляется ненужная или дешевая электроэнергия, она поступает прямо на нагревательные элементы бункера для песка, где тепло сохраняется в течение нескольких месяцев.
При необходимости его можно использовать для нагрева воды для отопления или горячего водоснабжения.
Схема подключения аккумуляторов тепла из песка показана на картинке выше и ее можно увидеть на видео.
По мере того как мир переходит к все более и более высокой доле возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии, прерывистый характер этих источников энергии создает проблемы для энергетических сетей. Песчаная батарея помогает амбициозно увеличить производство возобновляемых источников энергии, гарантируя, что всегда есть способ извлечь выгоду из чистой энергии, даже если излишки огромны.
Предложенная финским стартапом технология позволяет перерабатывать дешевую и чистую избыточную электроэнергию в ценное тепло доступным способом, который можно использовать тогда, когда это больше всего необходимо.
Песок представляет собой зернистую породу, которая в основном состоит из двуокиси кремния SiO2. Он дешев и останется неизменным даже спустя годы. Такой способ аккумулирования тепла сочетает в себе устойчивое производство тепла с хранением избыточной электроэнергии.
В этом году объект с аккумуляторами тепла Polar Night Energy на основе песка заработает на полную мощность. Он может работать при температуре до 1000 °C с мощностью нагрева 100 кВт. Суммарная мощность составляет 8 МВтч.
Недостатком является необходимый большой объем, поэтому такие накопители энергии из песка больше подходит для небольших населенных пунктов.
Из-за низкой стоимости песка, который является распространенным материалом, устройство является выгодной сделкой по сравнению с гальваническими элементами.
Удивляет высокая эффективность процесса, приближающаяся к 99%, по данным поставщика технологии. Емкость хранилища может достигать 20 ГВтч, мощность до 100 МВт.
Срок службы устройства немалый - не менее десятков лет. Энергия может храниться в течение периода от нескольких часов до нескольких месяцев. Все работает автоматически, и в производстве не нужно использовать токсичные материалы.
Стоимость песчаной батареи составляет до 10 евро за кВтч мощности. Конечно, такой накопитель энергии можно построить и под землей.
Экспериментальный накопитель энергии из песка мощностью 3 МВтч некоторое время работал в Тампере (Финляндия). Polar Night Energy тестирует там всю технологию.
Это песчаный накопитель подключен к местной сети централизованного теплоснабжения и обогревает жилые и коммерческие здания, такие как частные дома и муниципальный бассейн.
Пилотный проект позволяет проводить тестирование, проверку и оптимизацию решения по аккумулированию тепла. В пилотном проекте энергия частично поступает от массива солнечных панелей площадью 100 квадратных метров, а частично — из электрической сети.