由于乌克兰战争,以及芬兰随后决定加入北约,俄罗斯已经停止了对这个北欧国家的所有天然气和电力供应。芬兰的大部分天然气来自俄罗斯,因此该国不得不迅速转向可再生能源。
虽然芬兰可以安装新的太阳能电池板和风力涡轮机,但这些能源也带来了巨大的挑战,包括如何在漫长而黑暗的冬季(没有太阳)保持照明。一家名为 Polar Night Energy 的初创公司可能有答案 ,这是一个令人惊讶的答案。
虽然电池是储能的明显选择,但大多数大型电池存储系统价格昂贵,物理占地面积大,只能应对有限的多余功率。
然而,一组年轻的芬兰工程师刚刚启动了第一个使用沙子的商用电池,他们认为这可以解决电池存储的许多问题。该电池位于 Kankaanpää 镇,连接到区域供热系统。
“砂电池”是一种高温热能储存,它使用沙子或类似沙子的材料作为其储存介质。它将能量储存在沙子中作为热量。
“砂电池”其主要目的是作为多余风能和太阳能的高功率和高容量水库。能量以热量的形式储存,可用于为家庭供暖,或为通常依赖化石燃料的行业提供热蒸汽和高温工艺热。
“砂电池”由一个四米乘七米的钢制容器制成,里面装有数百吨沙子。使用可再生电力将沙子加热到500至1000摄氏度的温度。
该过程使用电阻加热,其中产生热空气并使用热交换器在沙子中循环。使用很少的能量,沙子可以保持温度几个月。
当需要能量时,电池会释放热空气,热空气用于加热水,然后泵送到家庭,办公室甚至当地游泳池周围。
Polar Night Energy 的联合创始人 Markku Ylönen 将沙电池描述为智能和绿色能源转型的一部分,他说:“储热可以显着帮助增加电网中的间歇性可再生能源。同时,我们可以将废热提升到可用水平,为城市供暖。这是迈向无燃烧产热的合乎逻辑的步骤。“
砂电池只是最新的创新电池技术,希望弥合可再生能源发电和使用之间的差距。Aodok 最近涵盖的这一领域的其他创新,包括使用旧的电动汽车电池来存储太阳能和风能,将能量存储在热量和压缩空气中,以及使用二氧化碳制成的电池。
除了在 Kankaanpää 的全面项目外,Polar Night Energy 还在坦佩雷的 Hiedanranta 进行了3兆瓦时的试飞员,该试飞器连接到当地的区域供热网。
然而,虽然沙电池在用于直接供热时可提供高达99%的效率,但当沙子用于将电力返回电网时,效率会急剧下降。
Polar Night Energy 的下一个挑战是扩大技术规模,并利用它来产生高效的电力和热量。尽管面临挑战,但这似乎是一个时机已到的想法,包括美国国家可再生能源实验室在内的其他研究小组正在研究自己的沙电池。
随着世界从化石燃料转型,能够有效储存可再生能源的技术至关重要。迄今为止,Aodok.com 发现大部分焦点和普遍关注都集中在锂离子电池上。但化学电池只是储存能量的一种方式。事实上,储能的想法有各种形状和大小。
Polar Night Energy 是季节性储热的创新者,通过为区域供热和工业应用,提供稳定且价格合理的储热器来拥抱可再生能源,为智能和绿色能源转型以及高度变化的能源价格提供了一种方式。
随着世界在电力生产中向越来越高的可再生能源部分转移,这些能源的间歇性给能源网络带来了挑战。沙电池有助于雄心勃勃地扩大可再生能源生产,确保总有办法从清洁能源中受益,即使过剩是巨大的。
电力来自电网或当地生产,在这两种情况下都来自风能和太阳能等波动来源。当有干净和便宜的电力可用时,电能通过闭环风管装置传输到储热器。空气使用电阻器加热并在传热管道中循环。
许多固体材料,如沙子,可以被加热到远高于水沸点的温度。基于沙子的蓄热器可以储存的能量是可以储存在类似大小的水箱中的几倍的能量,这要归功于沙子允许的大温度范围。
砂电池以热量的形式储存能量。热量可以使用ORC涡轮机或蒸汽轮机等涡轮机转换回电能。这需要对涡轮机技术进行额外投资,并且转换为电力具有固有的损耗,从而使经济方面复杂化。