البطارية الرملية تساعد في حل تحديات تخزين الطاقة

اكتشف مهندسان فنلنديان طريقة لتخزين الطاقة من الرياح والشمس في الرمال. لقد طوروا بطارية رملية يمكنها توزيع الطاقة طوال العام عن طريق تخزينها على شكل حرارة. اقرأ المزيد عن هذه التقنية هنا.

فكرة بطارية الرمل
ووفقا لشركة Polar Night Energy، الشركة الفنلندية التي تقف وراء هذه الفكرة، فإن البطارية الرملية عبارة عن “مخزن للطاقة الحرارية ذات درجة الحرارة العالية”. ويستخدم الرمل أو المواد الشبيهة بالرمال كوسيلة تخزين لتخزين الطاقة على شكل حرارة. الغرض من هذه البطاريات هو توفير خزان عالي الطاقة وسعة عالية لطاقة الرياح والطاقة الشمسية الزائدة. ومن خلال تخزين هذه الطاقة الزائدة على شكل حرارة، يمكن استخدامها لتدفئة المنازل، وتوفير البخار الساخن، وتزويد الصناعات المعتمدة على الوقود الأحفوري بالطاقة بدرجات حرارة عالية.

ومن خلال هذا الاختراع، يأمل المؤسسان تومي إيرونين وماركو إيلونين في دعم التحول نحو الطاقة المتجددة. في الوقت الحالي، تشكل الطبيعة المتقطعة لمصادر الطاقة تحديًا لشبكات الطاقة. التخزين مكلف وغير كامل. وباستخدام البطارية الرملية، يمكن زيادة إنتاج مصادر الطاقة المتجددة، مما يضمن توفر ما يكفي من الطاقة النظيفة دائمًا.

تقع أول بطارية رملية تجارية في العالم في مدينة فنلندية غربية تسمى Kankaanpää. وهو يتصل بشبكة تدفئة المنطقة ويقوم بتدفئة المباني السكنية والتجارية بالإضافة إلى حمام السباحة البلدي. قدمت قصة إخبارية لهيئة الإذاعة البريطانية (BBC) في يوليو 2022 مصطلح “بطارية الرمل” لجمهور كبير. حتى الآن، لا توجد بطاريات رملية متاحة للمنازل الفردية.

كيف تعمل بطارية الرمل
يتكون التخزين الحراري للبطارية الرملية من صومعة معزولة مصنوعة من غلاف فولاذي. يوجد داخل الصومعة أنابيب لنقل الرمال والحرارة. تشمل المعدات الإضافية خارج وحدة التخزين مكونات التشغيل الآلي، والصمامات، والمروحة، ومبادل حراري أو مولد بخار. الكهرباء من الشبكة أو من الإنتاج المحلي، القادمة من مصادر متقلبة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية، تعمل على تسخين الرمال. وتحدث هذه الرسوم كلما توفرت كهرباء نظيفة ورخيصة. بعد ذلك، تصل الطاقة الكهربائية إلى مخزن الحرارة عبر ترتيب أنابيب الهواء ذات الحلقة المغلقة. تعمل عناصر التسخين المقاومة للكهرباء على تسخين الهواء الذي يدور في أنابيب نقل الحرارة.

تصل درجات الحرارة القصوى للرمال إلى حوالي 600 درجة مئوية في كانكانبا. اعتمادًا على الاحتياجات المختلفة، من الممكن أيضًا العمل بدرجة حرارة أعلى. ومن الناحية النظرية، فإن درجة الحرارة القصوى لا تقتصر على خصائص الرمال كوسيلة للتخزين، ولكن على المقاومة الحرارية للمواد المستخدمة في البناء والتحكم.

لإخراج الحرارة من مخزن الحرارة، يتم نفخ الهواء البارد عبر الأنابيب. يسخن أثناء المرور عبر المخزن. يعمل الهواء الساخن الناتج على تحويل الماء إلى بخار معالجة أو تسخين مياه التدفئة في مبادل حراري هواء إلى ماء.