Ключевая проблема альтернативной энергетики — необходимость её хранения. Солнышко не светит ночью, ветер дует не всегда, а пользоваться электричеством в этим моменты хочется.
Сейчас проблему достаточно успешно решают при помощи аккумуляторных батарей, да вот беда — это всё-таки дорого. Поэтому с разной периодичностью человечество пробует построить хранилища на новых физических принципах другого типа, вроде гравитационных аккумуляторов.
Одним из подобных проектов стал Sand Battery, который недавно запустили в Финляндии. Это не первый проект подобного рода, но первый именно такого масштаба. Что он из себя представляет?
Это хранилище тепловой энергии разработки финской Polar Night Energy, размером примерно 15 на 13 метров:
Рабочим телом выступает примерно 2 000 тонн измельчённого талькового камня. Сам тальк — это отходы, образовавшиеся при производстве каменных каминов, которые строит ещё одна финская компания Tulikivi. Такое вот безотходное производство:
Батарея может накапливать около 100 МВтч энергии, а отдавать 1 МВт. Построили её всего за год, эксплуатацией занимается местная энергетическая компания Loviisan Lämpö, обеспечивающая централизованным отоплением близлежащие населённые пункты.
По сообщению компании, Sand Battery позволит уменьшить выбросы CO2 на 70% в год, а также полностью отказаться от нефти в качестве топлива и уменьшить потребление древесной щепы на 60%. Ну а чтобы не случилось казусов, существующий котёл на биомассе останется в строю и будет брать на себя роль резерва в пиковые часы нагрузки.
Рассчитана Sand Battery на более чем 30 лет работы, а время безотказной работы превышает 8 000 часов в год (91%).
Как всё это работает?
Принцип, в общем-то, прост: рабочее тело в виде талькового камня (или песка в других установках) нагревается от внешнего источника до 400 °С и сохраняет энергию в виде тепла. В качестве внешних источников энергии может выступать привычная электросеть или солнечные панели/ветрогенераторы:
Когда электричества много и оно дешёвое, оно подаётся на нагревательные элементы в виде промышленных резисторов, те греют воздух, а тот, в свою очередь, через систему замкнутых воздухопроводов передаётся в хранилище и нагревает уже песок или тальковый камень:
Когда требует выход энергии, её забирают, продувая холодный воздух через ещё одну систему труб. Нагретый воздух может преобразовываться в пар или нагреть воду, которая потом подаётся в систему теплоснабжения:
Производить электричество напрямую система пока не может, но разработчики уже работают над этим и надеются представить соответствующее решение к 2026 году.
Теплоноситель сохраняет тепло в течении недель без «подзарядки» и рассчитан на диапазон в 20-200 циклов в год. Достигли этого благодаря хорошей теплоизоляции стен. Она настолько хороша, что даже летом внешняя поверхность хранилища остаётся холодной:
Перспективы
Для Polar Night Energy это не первый подобный проект, в 2022 году компания реализовала похожее хранилище, но объёмом в 10 раз меньше (200 кВт выходной мощности и 8МВтч накопления) и на песке, а не на камне:
В настоящий момент компания заключила несколько контрактов на строительство хранилищ, причём не только в Финляндии. Огромным плюсом Sand Battery является её относительная простота: песка и камня много почти в любой стране, аккумуляторов система не требует и при похожей ёмкости занимает заметно меньше места.
P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):
О науке, творчестве и прочей дичи: https://t.me/deeplabscience;
Вот тут про молекулярную биологию, биотех и новых исследованиях: https://t.me/nextmedi.
