Scienty

Финская компания Polar Night Energy объявила о разработке «песчаной батареи» промышленного образца, которую можно интегрировать в систему централизованного теплоснабжения. По словам создателей, мощности этого накопителя будет достаточно для отопления всего города в течение суровых полярных зим.

Фото: img.freepik.com

Энергетика, использующая возобновляемые источники, такие как солнечная, ветровая, приливная и геотермальная, обладает рядом преимуществ, поскольку использует ресурсы, которые постоянно восполняются. Однако, одним из основных недостатков является зависимость выработки энергии от конкретных условий, а не от потребности в ней. Именно поэтому для энергетического перехода на возобновляемые источники энергии необходимо развивать не только методы ее добычи, но и способы хранения.

Варианты хранения генерируемой энергии весьма разнообразны: от стандартных литиевых батарей до гидроаккумулирующих электростанций, аккумуляторов на расплавах солей, углекислотных аккумуляторов и других нестандартных разработок. Однако использование литиевых батарей оказывается слишком затратным для возмещения дефицита солнечной генерации в течение нескольких месяцев зимой (или нескольких недель для ветровой энергии). Гидроаккумулирующие электростанции практически не рассматриваются в западных странах из-за идеологических ограничений, а остальные методы, как правило, оказываются еще более дорогостоящими по сравнению с литиевыми решениями. В связи с этим, поиск инновационных способов хранения энергии продолжает оставаться важнейшей задачей.

Идея «песчаной батареи», разработанная и запатентованная компанией Polar Night Energy – это довольно простое устройство. В его основе лежит крупный стальной бункер, заполненный горячим песком (или другим твердым материалом), который посредством теплообменника, находящегося в центре резервуара, нагревается до 1000 градусов Цельсия. Для нагрева теплоносителя используется избыточная электроэнергия, получаемая из сети, например, от ветряных турбин или солнечных панелей.

Согласно утверждениям разработчиков, их высокотемпературное хранилище обладает отличной теплоизоляцией и позволяет сохранять накопленную энергию в течение нескольких месяцев, при этом потери не превышают пяти процентов. При необходимости, энергию можно использовать в виде тепла или электричества, однако для достижения максимальной эффективности предпочтительнее использовать тепло, поскольку это позволяет снизить энергетические потери. Для работы установки специалисты используют песок, получаемый из экологически чистых источников. Этот материал представляет собой очищенный и высушенный измельченный мыльный камень – побочный продукт местного производства.

Такое хранилище планируют использовать в Финляндии, подключив его к местной системе централизованного теплоснабжения муниципалитета Порнайнен с населением чуть более пяти тысяч человек. Ранее компания Polar Night Energy уже разработала и построила прототип песчаной системы хранения тепловой энергии для местной энергетической компании.

Устройство вмещает около восьми мегаватт-часов первичной энергии при номинальной мощности 100 киловатт. Новая же «песчаная батарея» размером 13 на 15 метров должна быть на порядок более энергоемкой (до 100 мегаватт-часов первичной энергии).

Следует учитывать, что цена энергии, вырабатываемой с использованием предыдущей системы, составляла менее 10 евро за киловатт-час. Это в сотни раз выше, чем стоимость первичной энергии из газа, например, в России. Вероятно, новый прототип должен иметь более низкую цену запасаемой энергии, поскольку он заметно крупнее предшественника. Строительство и испытания батареи должны завершиться уже следующей весной.