возобновляемый источник энергии

Как обеспечить стабильное круглогодичное электроснабжение из возобновляемых источников энергии во время смены сезонов и изменяющихся погодных условий? Финские инженеры, кажется, нашли простой и дешевый ответ – песок. В 270 км северо-западнее столицы Финляндии Хельсинки на электростанции Ватаянкоски создали первую в мире песчаную батарею коммерческого масштаба. Батарея, скрытая в стальном контейнере высотой 7 метров, содержит 100 тонн строительного песка низкого сорта, две трубы теплоснабжения и вентилятор. Песок превращается в батарею после того, как его нагревают до 600C с помощью электроэнергии, производимой ветряными турбинами и солнечными батареями. Возобновляемая энергия питает нагреватель, подогревающий воздух внутри песка. Внутри батареи горячий воздух циркулирует через теплообменные трубы в песке. Толстая изоляция вокруг песка удерживает температуру внутри батареи на уровне 600C, даже когда на улице мороз. Заполненная батарея сохраняет 8 МВт-ч тепловой энергии. Когда потребление энергии увеличивается, батарея высвобождает около 200 кВт энергии через теплообменные трубы. Этого достаточно, чтобы обеспечить отоплением и горячей водой около 100 домов и общественный бассейн, дополняя электричество из сети. Аккумулятор заряжается ночью, когда цены на электроэнергию ниже. По схожему принципу в Украине работают гидроэлектростанции, которые ночью могут закачивать больше воды в хранилища, а в часы пик сбрасывают ее, производят больше электричества и балансируют сеть. Эта система не нуждается в техническом обслуживании, говорит Вилле Кивиоя, ведущий научный сотрудник Polar Night Energy, следящий за работой батареи онлайн. Компания использует дешевый песок низкого качества, от которого отказались строители. "Трубы и песок не изнашиваются. Вентилятор является единственной подвижной частью, и при необходимости его можно легко заменить", – говорит Кивиоя. Песок эффективно сохраняет тепло в течение месяцев и имеет длительный срок службы: он может нагреваться и охлаждаться сколь угодно раз, объясняет специалист. Технологию разработали четверо молодых финских инженеров, друзей детства: Томми Эронен, Маркку Ильонен, Лийса Наскали и Вилле Кивиоя. Все четверо увлекались легкой атлетикой и встречались на соревнованиях, когда были подростками. Когда им исполнилось двадцать лет, их интересы перешли от спорта к науке. А более короткие и более теплые зимы на юге Финляндии стали мотивацией бороться с изменением климата. В 2016 году Эронен проводил исследование для магистерской работы, посвященной воде. Одна статья о традиционных финских каминах, сделанных из камня и песка, натолкнула его на простую и гениальную идею. "Я задумался о том, что твердый материал должен быть более пригоден для хранения солнечной и ветровой энергии, чем вода", - говорит Эронен. Вместе с Юлененом он приступил к разработке прототипа песчаной батареи. Успешно испробовав его в саду у деда Эронена близ Тампере, друзья позвали еще двух своих товарищей детства и создали Polar Night Energy. В июле они установили первую коммерческую песчаную батарею на Ватаянкоски электростанции в Канкаанпяа. Хранение экологической энергии "Изобретение повлекло шквал ажиотажа во всем мире. "Мой телефон постоянно звонит, и у меня тысячи непрочитанных электронных писем", - говорит Эронен. Батарея, прежде всего, привлекла внимание тем, что она способна компенсировать неравномерные поставки энергии из возобновляемых источников. Стабильное хранение солнечной и ветровой энергии особенно важно для скандинавских стран, которые имеют длительную темноту и повышенную потребность в тепле зимой, но также много солнечного света летом. На фоне войны в Украине Финляндия призывает ЕС увеличить производство возобновляемой энергии. "Единственный выход из энергетического кризиса – это инвестировать значительные средства в производство возобновляемой энергии без выбросов", – заявила в сентябре премьер-министр Финляндии Санна Марин. Изобретатели песчаной батареи надеются, что здесь понадобится их решение. Отсутствие дешевых и устойчивых технологий хранения является одним из самых больших препятствий на пути к переходу на возобновляемые источники энергии Но как эффективна песчаная батарея по сравнению с другими, в частности, литий-ионными батареями? Одна большая проблема с литий-ионными аккумуляторами, которые мы используем для питания наших ноутбуков, телефонов и электромобилей, состоит в том, что они постоянно разряжаются, даже когда ими не пользуются, говорит Ева Понграч, исследователь из Университета Оула на севере Финляндии. "В песчаных батареях нет химической реакции, поэтому у них не происходит такой процесс старения", - говорит она. Литиевые батареи не подходят для крупномасштабных накопителей, говорит Юлонг Дин, директор Бирмингемского центра хранения энергии в Великобритании, добавляя, что они также по своей природе воспламеняются. Кроме того, есть экологические проблемы. Выработка каждой тонны очищенного лития приводит к выбросам от трех до девяти тонн CO2. Впрочем, изобретение Polar Night Energy также имеет свои ограничения. "Песочная батарея хранит в пять-десять раз меньше энергии , чем традиционная химическая батарея", - говорит Дэн Гладуин с кафедры электроники и электротехники Университета Шеффилда в Великобритании. Команда Polar Night Energy признает это, но утверждает, что песчаная батарея является гораздо более экономически эффективным решением. Команда подсчитала, что их аккумулятор в восемь-десять раз дешевле литиевого аккумулятора, который сохраняет такое же количество энергии. Производство 8 МВт-ч энергии с помощью песчаной батареи Kankaanpää стоит около 200 000 долларов США, а литий-ионная батарея, накапливающая 8 МВт-ч энергии, будет стоить не менее 1 600 000 долларов. По словам Эронена, эффективность превращения тепла в электричество сейчас составляет всего 30%. Но он не считает это большой проблемой. Для увеличения генерации электроэнергии от батареи следующим шагом станет добавление турбины, которая будет превращать тепло обратно в сеть. "Через пару лет у нас будет такая рабочая система", - говорит Эронен. Polar Night Energy находится в процессе заключения контракта на строительство второй батареи для другой компании централизованного теплоснабжения в Финляндии. "Это будет значительно большая система: 2 МВт тепловой мощности и 500 МВтч накопительной емкости. Это в 10 раз больше, чем у нас в Канкаанпяа", - говорит Эронен. "Батарея имеет гораздо больший потенциал помимо отопления домов, – говорит руководитель проекта компании Лийса Наскали. – Ее можно будет использовать во всех промышленных процессах, требующих высокой температуры: пекарни, стиральные, металлургические заводы". Эронен говорит, что к 2023 году Polar Night Energy стремится стать "действительно глобальной компанией, строящей песчаные батареи по всему миру". Огромный бум ветроэнергетики - к 2025 году энергия ветра будет покрывать 25% потребления электроэнергии в Финляндии - будет способствовать этому, но предстоит еще "много работы". Для выхода на международный рынок Polar Night Energy рассматривает возможность замены песка другими гранулированными, негорючими материалами в тех местах, где не хватает песка. "Идея состоит в том, чтобы оглянуться вокруг и найти соответствующий материал на месте: мы можем, например, применить побочные продукты промышленных процессов и проверить, подойдут ли они нам", – говорит Эронен. Наибольшей проблемой расширения является нежелание компаний и муниципалитетов инвестировать в новые технологии. "В Финляндии компании централизованного теплоснабжения обязаны поставлять тепло, и они вынуждены платить штрафы, если не выполняют эти обязательства. Вот почему они достаточно осторожно относятся к большим инвестициям в новую технологию", - говорит Наскали. "Некоторым отраслям промышленности нужен очень горячий воздух, например 300C, чтобы что-то высушить. Сейчас мы рассматриваем возможность сотрудничества с промышленными компаниями в районе Канкаанпяа, которые используют электроэнергию для производства тепла. Наличие песчаной батареи, которую они могут заряжать в течение ночи, защитите их от колебаний цен", - говорит управляющий директор компании Пекка Пасси. Указывая на экстремальные температуры, засуху и лесные пожары, охватывающие мир, молодые финские инженеры говорят, что у нас нет времени ждать перехода на новые технологии. "Мы должны принимать смелые решения прямо сейчас, чтобы избежать климатического кризиса", – говорит Кивиоя. "Мы, ученые и инженеры, испытываем значительное давление из-за изменения климата, - говорит он. - Я превращаю это давление в вдохновение, как было в спорте". Эронен говорит, что "создание компании похоже на соревнования по спорту: ты хочешь побеждать". В 2018 году на энергетическую конференцию в Хельсинки он приехал вместе с Юлененом на велосипедах, преодолев 170 км из их родного города Тампере. "Все остальные участники прибыли машиной или самолетом. Это заставило нас задуматься: "Мы действительно должны изменить ситуацию".

возобновляемый источник энергии

Батарея из песка начала давать тепло. Как это работает и экономит электричество

Уряд збільшує бюджет-2025 на 317 мільярдів: кошти спрямують на оборону

Моторошна ДТП у Запоріжжі: Надзвичайники деблокували водія з понівеченого авто

Крипта в Україні: як українці використовують цифрові активи для заощаджень, донатів і переказів

Бої на Запорізькому напрямку: Росіяни намагаються закріпитися у багатоповерхівках Степногірська

Україна наростила виробництво САУ «Богдана» до 40 одиниць на місяць — Зеленський

🛢 ОПЕК+ скорочує темпи видобутку — ціни на нафту знову зростають

Росіяни атакували територію підприємства в Запоріжжі: В Хортицькому районі КАБ влучив у дорогу

Уряд збільшує бюджет-2025 на 317 мільярдів: кошти спрямують на оборону

Моторошна ДТП у Запоріжжі: Надзвичайники деблокували водія з понівеченого авто

Крипта в Україні: як українці використовують цифрові активи для заощаджень, донатів і переказів

Бої на Запорізькому напрямку: Росіяни намагаються закріпитися у багатоповерхівках Степногірська

Україна наростила виробництво САУ «Богдана» до 40 одиниць на місяць — Зеленський

🛢 ОПЕК+ скорочує темпи видобутку — ціни на нафту знову зростають

Росіяни атакували територію підприємства в Запоріжжі: В Хортицькому районі КАБ влучив у дорогу

Меркель звинуватила Польщу та Балтію у провалі діалогу з Росією, що «призвело до війни в Україні»

Моделі OnlyFans заборгували державі понад 380 мільйонів гривень податків — ДПС

США послабили санкції проти “Белавіа”: чи стане Білорусь тіньовим авіахабом для Росії

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.