Magazyny energii cieplnej na bazie piasku Polar Night Energy
Coraz bardziej wszechobecna energia ze źródeł odnawialnych, energia słoneczna i wiatrowa, pomimo oczywistych zalet ma też sporą wadę, bywa kapryśna i nieprzewidywalna. Poruszeni tym faktem naukowcy głowią się nad sposobami magazynowania nadwyżek energii, co przynosi nawet zaskakujące rozwiązania.
Czyste ciepło bez spalania węgla i gazu
Magazynowanie ciepła w zwykłym piasku opracowane przez fińską firmę Polar Night Energy umożliwia zwiększenie skali wykorzystania energii słonecznej lub wiatrowej do 100% zapotrzebowania na ogrzewanie i energię elektryczną. Photo Credit: Utsman Media
Całkiem dobrze idzie nam pozyskiwanie energii elektrycznej z wiatraków i ogniw fotowoltaicznych, polubiliśmy je, bo dają wolny od paliw kopalnych prąd. Wciąż jednak wyzwaniem jest dla nas magazynowanie nadmiaru energii odnawialnej, jeśli ma być efektywnie wykorzystana. Mamy co prawda akumulatory, które dzięki nowoczesnej technologii potrafią już zaspokoić potrzeby małego gospodarstwa domowego, jak BLUETTI, to jednak nie nadają się do zastosowań w globalnym wymiarze.
Problem magazynowania energii na dużą skalę rozpala wyobraźnię naukowców, pojawiają się interesujące koncepcje i całkiem już realne projekty magazynów grawitacyjnych, przypominających elektrownie szczytowo-pompowe lub akumulatory ciepła, magazynujące energię cieplną w rozgrzanych skałach wulkanicznych. W tej dziedzinie dużym sukcesem i doświadczeniem może pochwalić się fińska firma Polar Night Energy, oferująca magazynowanie ciepła w zwykłym piasku. Nowatorskie rozwiązanie umożliwia zwiększenie skali wykorzystania energii słonecznej lub wiatrowej do 100% zapotrzebowania na ogrzewanie i energię elektryczną. Podstawą systemu jest opatentowany wysokotemperaturowy magazyn z odpowiednią izolacją, wypełniony najczęściej zwykłym piaskiem, materiałem tanim i powszechnie występującym, który można podgrzewać do temperatury 1000°C i wyższej.
Magazyny energii cieplnej na bazie piasku Polar Night Energy
Wewnątrz piasku montowany jest system wymiany ciepła, który umożliwia efektywny transport energii do i z magazynu. Właściwa izolacja od otoczenia zapewnia długi okres przechowywania, od godzin do miesięcy, przy minimalnych stratach ciepła. Wielkość magazynów Polar Night Energy / PNE waha się od kilkudziesięciu do tysięcy metrów sześciennych. Istnieje możliwość ulokowania magazynu pod ziemią, oszczędzając cenne metry na powierzchni. Emisja CO2 z magazynów ciepła PNE, ogranicza się jedynie do emisji pochodzącej z materiałów budowlanych i poszczególnych etapów budowy. Można powiedzieć, że ciepło pobrane z magazynu PNE jest tak samo czyste, jak energia elektryczna wprowadzona do magazynu.
Zasada działania magazynów ciepła PNE jest relatywnie prosta, czysta energia pochodząca z OZE, jak wiatraki i ogniwa solarne, nagrzewa piasek do temperatury minimum 600°C, zamieniając się w ciepło, które można później dowolnie wykorzystać. Ciepło z magazynu PNE może zasilać sieci ciepłownicze domów, fabryk lub osiedli, może też napędzać prądnice, zamieniając się ponownie w prąd elektryczny. Projektowane i budowane pod konkretne potrzeby klienta magazyny PNE są odpowiednio modelowane, wyposażone w systemy sterujące i monitorujące procesy wymiany energii.
System magazynowania energii cieplnej na bazie piasku Polar Night Energy
Pierwszy komercyjny magazyn ciepła PNE jest podłączony do sieci ciepłowniczej w Kankaanpää w Finlandii, ale to rozwiązanie może z powodzeniem zapewnić stabilną, niedrogą i czystą energię dla tak dużego miasta jak Nowy Jork. Najnowsza bateria piaskowa o mocy 1 MW jest właśnie budowana w Pornainen w Finlandii i zostanie zintegrowana z lokalną siecią ciepłowniczą. Nośnikiem energii cieplnej tym razem będzie kruszony steatyt, produkt uboczny fabryki pieców akumulacyjnych. Finowie są dumni z czystej energii i czystego środowiska i trudno im się dziwić patrząc na mapy zanieczyszczeń powietrza w Europie.
Pierwszy komercyjny magazyn ciepła jest podłączony do sieci ciepłowniczej Vatajankoski w miejscowości Kankaanpää w Finlandii