Key takeaways
- Et finsk firma har installeret et sandbatteri i en by i Finland.
- Energi lagres som varme i sandet i flere måneder, som bruges til at opvarme vand, der føres til beboerne i løbet af vinteren.
- Med øget produktion af vedvarende energi er billige opbevaringsløsninger tidens behov, foreslår eksperter.
Der er mere til grøn energi end blot produktion. Det er lige så vigtigt at finde effektive og miljøvenlige mekanismer til at lagre al den rene energi.
Selv mens forskere arbejder på at omdanne skyskrabere til gigantiske batterier, har Polar Night Energy (PNE) i Finland installeret det første kommercielle sandbatteri, som kan lagre energi i flere måneder, for at varme hjem om vinteren, når energibehovet stiger.
“Produktion af vedvarende energikilder såsom vind- og solenergi er meget flygtigt og overlapper kun delvist med forbruget i tide,” forklarer PNE på sin hjemmeside. "Vores teknologi giver en måde at forfine billig og ren overskudselektricitet til værdifuld varme på en overkommelig måde, der kan bruges, når der er størst behov."
Ned til jorden
Forenklet sagt omdanner et sandbatteri elektricitet til varme, som det derefter gemmer til senere brug. Sand er ikke kun et af de billigste medier til lagring af varme, det er også meget effektivt og taber lidt over tid.
I modsætning til et lithium-ion-batteri bruger et sandbatteri resistiv opvarmning til at øge den omgivende temperatur, som derefter overføres til sand ved hjælp af en varmeveksler. Sand har en meget høj smeltetemperatur, der er hundredvis af grader Fahrenheit. Vigtigt er det, at sand kan lagre varmeenergi i flere måneder i træk, hvilket gør sandbatterier til en holdbar langtidsopbevaringsløsning.
PNE har opført det første kommercielle sandbatteri i et lille energiværk i byen Kankaanpää i det vestlige Finland. Batteriet har form af en silo, der er fyldt med omkring 100 tons sand.
I øjeblikket driver batteriet centralvarmesystemet til distriktet. Ifølge PNE kan den varme luft i batteriet efter behov bruges til at varme vand op, som derefter pumpes til kontorer og boliger i nabolaget.
Det finske sandbatteri har 100 kW varmeeffekt og en samlet lagerkapacitet på 8 MWh. Ifølge selskabet koster batteriet mindre end $10 per kilowatt-time, og når det først er i drift, kan det holde i "tivis af år."
… økonomien afhænger af systemkapitalomkostninger, hvor teknologier til lagring af termisk energi viser løfte.
Udover dette har PNE også en mindre 3 MWh driftstestpilot i Hiedanranta, Tampere, der er forbundet til et lok alt fjernvarmenet og leverer varme til et par bygninger. Virksomheden brugte denne pilot til at teste, validere og optimere sandbatteriløsningen. Pilotprojektet får noget af sin energi fra et 100 kvadratmeter solpanel og resten fra det traditionelle elnet.
Langsigtet løsning
Den øgede indsats for at maksimere produktionen af vedvarende grøn energi rundt om i verden har fået forskere til at lede efter innovative løsninger til at lagre denne energi til senere brug.
Mens traditionelle kemiske batterier lavet med lithium og andre mineraler kan genbruges til denne opgave, er de ikke bæredygtige eller omkostningseffektive i det lange løb, når en stor del af elektriciteten vil blive genereret fra vedvarende kilder, hævder PNE.
Ud over PNE udforsker flere andre forskere brugen af sandbatterier som et middel til energilagring. US National Renewable Energy Laboratorys (NREL) ENDURING-projekt har med succes udarbejdet en prototype for en lagringsløsning for termisk energi, der bruger sand som lagringsmedie.
NREL-forsker Patrick Davenport sagde, at ENDURING-projektet hjalp med at demonstrere en klar vej til at overstige 50 % tur-retur-effektivitet. Rundturseffektivitet angiver procentdelen af elektricitet, der lagres og senere hentes. Jo højere effektiviteten er, jo mindre energi går der tabt i lagringsprocessen.
Dette er vigtigt, da sandbatterier er gode til at lagre og frigive varme, men er ikke særlig effektive, når det kommer til at returnere strøm til elnettet, bemærker BBC, der rapporterer om det finske batteri.
I en e-mail-udveksling med Lifewire hævdede Davenport, at selvom effektiviteten af sandbatterier tur-retur ikke passer til moderne kemiske batterier, såsom Lithium-Ion, så kompenserer de mere end for tabet ved at være meget skalerbare og for deres overordentlig lave kapitalomkostninger.
"Med udsigten til regelmæssige lave omkostninger til elektricitet (gratis eller endda bet alt for at bruge til tider), bliver rundrejseeffektiviteten mindre vigtig," hævdede Davenport. "I stedet afhænger økonomien af systemkapitalomkostninger, hvor teknologier til lagring af termisk energi viser løfte."
