ذخیره انرژی به روش غیرمنتظره؛ بزرگترین باتری شنی دنیا در فنلاند شروع به کار کرده است
مهندسان یک باتری شنی ساخته‌اند که می‌گویند می‌تواند میزان انتشار کربن در شهر پرناینن فنلاند را تا ۷۰ درصد کاهش دهد. این باتری با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، شن را تا دمایی بیش از ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند.
به گزارش لایوساینس، باتری جدید که توسط شرکت «پولار نایت انرژی» طراحی شده است، در اصل گودال بزرگی پر از شن است که درون مخزنی فولادی به ابعاد تقریبی ۳۰ در ۱۲ متر قرار دارد. شن‌ها با استفاده از لوله‌های انتقال حرارت در مداری بسته گرم می‌شوند و گرما در بین دو لایه فولادی که میانشان یک لایه عایق قرار دارد، به دام می‌افتد. هر وقت نیاز به انرژی باشد، هوای خنک از میان لوله‌ها می‌گذرد و گرمای ذخیره‌شده را جذب می‌کند تا آب داغ، بخار یا هوای گرم تولید شود.
فناوری ذخیره‌سازی حرارتی مثل باتری شنی برای ذخیره انرژی در دوره‌های طولانی بسیار مناسب است
منابع انرژی تجدیدپذیر مثل خورشید و باد با منابع سنتی مانند نفت و زغال‌سنگ تفاوت دارند؛ زیرا ردپای کربنی به‌جا نمی‌گذارند و برای رسیدن به هدف «صفر خالص» تا سال ۲۰۵۰ حیاتی‌اند. اما مشکل اینجاست که خورشید همیشه نمی‌تابد و باد همیشه نمی‌وزد، به همین دلیل باید راهی برای ذخیره‌سازی انرژی پیدا کرد تا در زمان‌هایی که تولید کم است، نیازها برآورده شود.
ماتئو کیسا، استاد دانشگاه خلیفه در ابوظبی که در پروژه نقشی نداشته است، می‌گوید: «چالش اصلی در گسترش انرژی تجدیدپذیر، مسئله ذخیره‌سازی انرژی است.»
باتری شنی با هدایت انرژی اضافی شبکه یا برق تولیدی از خورشید و باد به شن‌ها و رساندن دمای آن‌ها به حدود ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد، قادر است گرما را برای ماه‌ها ذخیره کند. مسئولان شرکت پولار نایت انرژی می‌گویند توان گرمایشی باتری شنی آن‌ها ۱۰ مگاوات است؛ یعنی می‌تواند در هر ثانیه ۱۰ میلیون ژول انرژی فراهم کند و دمای خروجی بین ۶۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد داشته باشد. کیسا می‌گوید: «این فناوری در فنلاند موفق بوده و پتانسیل زیادی دارد که در کشورهای دیگر هم موفق شود.»
استفاده از شن و مواد مشابه برای نگهداری گرما پدیده تازه‌ای نیست و سابقه‌ای طولانی دارد. برای مثال، تنورهای آجری در سراسر جهان نمونه‌ای از همین کاربرد هستند. دلیلش هم این است که شن، که عمدتاً از ترکیب سیلیسیم و اکسیژن ساخته شده، در همه جا به وفور پیدا می‌شود، می‌تواند تا دماهای بسیار بالا قبل از ذوب‌شدن گرم شود و گرما را مدت زیادی در خود نگه دارد. البته باید توجه داشت که باتری شنی مثل باتری‌های معمولی برق تولید نمی‌کند، بلکه نوعی سامانه ذخیره‌سازی انرژی حرارتی است. به این معنا که با انرژی تجدیدپذیر شارژ و آن انرژی به شکل گرما ذخیره می‌شود و هر وقت مصرف بیشتر از تولید شد، دوباره آزاد می‌شود.
- چگونه باتری شنی می‌تواند صنعت انرژی‌های پاک را متحول کند؟22 آبان 01مطالعه '11
- ذخیره انرژی با زنگ‌زدگی؛ نخستین باتری آهن–هوا به شبکه برق هلند متصل شد10 مرداد 04مطالعه '2
کیسا معتقد است طراحی شرکت پولار نایت انرژی بسیار مقاوم و مطمئن است؛ اما شکل کنونی آن برای استفاده خانگی بیش از حد گران تمام می‌شود؛ زیرا هرچه از فلز بیشتری استفاده شود هزینه‌ها بالاتر می‌رود. او می‌گوید: «بهتر است تخلخل شن‌ها طوری طراحی شود که هوا بتواند به‌طور یکنواخت در همه جا پخش شود و دیگر نیازی به مواد گران‌قیمت نباشد.» او همچنین اشاره می‌کند که این شرکت فعلاً ذخیره‌سازی در مقیاس فصلی انجام نمی‌دهد و بیشتر برای جبران نوسانات تولید برق بادی از سیستم خود بهره می‌برد.
با‌این‌حال، فناوری ذخیره‌سازی حرارتی مثل همین باتری‌های شنی برای ذخیره انرژی در دوره‌های طولانی بسیار مناسب است؛ زیرا شن مدت زمان زیادی طول می‌کشد تا گرمای خود را از دست بدهد. به گفته کیسا، «اگر بتوانیم باتری‌ای داشته باشیم که انرژی خورشیدی تابستان را ذخیره کند و در زمستان، یعنی زمانی که نیاز به گرمایش به بالاترین حد می‌رسد، آن را دوباره در اختیار بگذارد، راه‌حلی قدرتمند برای تأمین انرژی فصلی خواهد بود.»
