Nadwyżki z OZE trafią do piachu? Nowy pomysł na magazynowanie energii!

Nie bez powodu idea komercjalizacji magazynu piaskowego powstała w Finlandii. To kraj o średniorocznej temperaturze wynoszącej niewiele ponad 5°C. Wywiera to znaczny wpływ na branżę ciepłowniczą. Takie warunki stanowią wyzwanie w dostosowywaniu się do założeń zrównoważonego gospodarowania surowcami.

Produkcja z OZE stanowi znaczną część krajowej produkcji energii elektrycznej w Finlandii. Obserwuje się tam dynamiczny rozwój energetyki wiatrowej. Obecnie dużą część generacji energii elektrycznej w Finlandii stanowią biopaliwa i energetyka wodna. Finowie najwięcej energii produkują w energetyce jądrowej. Rozwój OZE w Finlandii był bodźcem do opracowania rozwiązania, pozwalającego na konwersję energii elektrycznej w ciepło, a następnie jego magazynowanie. StartUp Polar Night Energy opracował wysokotemperaturowy magazyn ciepła, w którym medium magazynującym ciepło jest piasek.

• Zobacz również: Naukowcy potwierdzają: Falowniki fotowoltaiczne powinny działać bez usterek przez 15 lat

Ekologiczny sposób na nadwyżki energii z OZE

Głównym celem magazynu piaskowego jest praca jako rezerwuar dużej pojemności dla nadwyżki energii produkowanej na farmach wiatrowych i słonecznych. Energia jest magazynowana jako ciepło, które można wykorzystać do ogrzewania domów lub do dostarczania gorącej pary i ciepła technologicznego o wysokiej temperaturze do zakładów uzależnionych od paliw kopalnych.

Startup zaznacza, że ich rozwiązanie charakteryzuje się niewielkim śladem węglowym. Emisja gazów cieplarnianych ogranicza się do etapu prac budowlanych. Sama eksploatacja piaskowego magazynu ciepła naraża środowisko na znikomą emisję CO₂ - pod warunkiem, że magazynowane ciepło pochodzi ze źródeł odnawialnych. 

• Zobacz również: TAURON reaguje na wyłączenia fotowoltaiki – powstał magazyn energii do regulacji sieci

Magazyn wysokotemperaturowy

W zaprojektowanym magazynie ciepła, temperatura piasku może wahać się między 600-1000°C, w zależności od wielkości i rodzaju magazynu. Jak zaznaczają konstruktorzy, maksymalna temperatura nie jest ograniczona właściwościami termicznymi piasku, a odpornością cieplną materiałów użytych do budowy magazynu.

Jak wygląda magazyn piaskowy?

Instalacja ma formę izolowanego silosu wykonanego ze stalowej obudowy i wypełnionego piaskiem oraz orurowaniem dostarczającym i odbierającym ciepło (wymiennik ciepła). Ponadto konieczne są: elementy automatyki, zawory, wentylatory oraz wymienniki ciepła lub wytwornica pary. Dzięki takiej budowie, magazyn utrzymuje wysoką temperaturę piasku przez kilka miesięcy.

• Zobacz również: Na co zwrócić uwagę wybierając firmę do montażu pompy ciepła?

Pierwsza bateria piaskowa

Pierwsza taka komercyjna instalacja na świecie znajduje się w mieście Kankaanpää w zachodniej Finlandii. Jest podłączona do miejskiej sieci ciepłowniczej i działa na terenie elektrowni Vatajankoski. Ciepłem zgromadzonym w magazynie ogrzewa się budynki mieszkalne i komercyjne, w tym np. basen. Magazyn ma moc grzewczą 100 kW, a jego pojemność wynosi 8 MWh. Maksymalna temperatura piasku osiąga 600°C.

“Magazyny ciepła mogą znacząco pomóc w zwiększeniu efektywności niedyspozycyjnych OZE w sieci elektrycznej.” - podkreśla Markku Ylönen - CTO w Polar Night Energy.

• Zobacz również: Rekompensaty do ceny węgla do kosza – będzie dodatek węglowy dla gospodarstw domowych!

Parametry piaskowych magazynów

Piaskowe magazynowanie jest dostępne w sprzedaży dla dużych podmiotów, takich jak: firmy energetyczne i przemysłowe czy operatorzy budynków mieszkalnych i komercyjnych. Nie istnieją jeszcze baterie piaskowe do użytku indywidualnego. Cena za budowę 1 kWh pojemności dochodzi do 10 euro.

• Zobacz również: Zepsuta sprężarka – wymieniamy całe urządzenie czy tylko sprężarkę?

Czy rodzaj piasku ma znaczenie?

Piasek można podgrzać do temperatury znacznie powyżej temperatury wrzenia wody. Magazyny ciepła bazujące na piasku mogą przechowywać kilkakrotnie więcej energii niż w magazynach wodnych o tej samej kubaturze. Tym samym oszczędza się miejsce, a także usprawnia się wszechstronne zastosowanie w wielu procesach przemysłowych. 

Magazynowanie ciepła nie jest wrażliwe na wielkość ziaren piasku. Preferowane jednak są materiały o wysokiej gęstości, tanie, które są ogólnodostępne. Jak podaje startup, najlepszymi materiałami są te, które nie nadają się do budownictwa.

Źródło: Polar Night Energy