מזונות חשובים
- חברה פינית התקינה סוללת חול בעיירה בפינלנד.
- אנרגיה מאוחסנת כחום בחול למשך חודשים, המשמשת לחימום מים המוזרמים בצנרת לתושבים במהלך החורף.
- עם ייצור אנרגיה מתחדשת מוגבר, פתרונות אחסון זולים הם הצורך של השעה, מציעים מומחים.
יש יותר באנרגיה ירוקה מאשר רק ייצור. מציאת מנגנונים יעילים וידידותיים לסביבה לאחסון כל האנרגיה הנקייה הזו חשובה לא פחות.
גם בזמן שחוקרים עובדים על הפיכת גורדי שחקים לסוללות ענק, Polar Night Energy (PNE) בפינלנד התקינה את סוללת החול המסחרית הראשונה, שיכולה לאגור אנרגיה למספר חודשים, כדי לחמם בתים בחורף כאשר צרכי האנרגיה עולים.
"ייצור של מקורות אנרגיה מתחדשים כמו רוח ואנרגיה סולארית הוא תנודתי מאוד, וחופף רק בחלקו לצריכה בזמן", מסביר PNE באתר האינטרנט שלה. "הטכנולוגיה שלנו מספקת דרך לזקק עודפי חשמל זולים ונקיים לחום יקר ערך, בצורה משתלמת לשימוש בעת הצורך ביותר."
Down to Earth
בפשטות, סוללת חול ממירה חשמל לחום, שאותו היא מאחסנת לשימוש מאוחר יותר. חול הוא לא רק אחד המדיומים הזולים ביותר לאגירת חום, הוא גם יעיל מאוד ומאבד מעט לאורך זמן.
בניגוד לסוללת ליתיום-יון, סוללת חול משתמשת בחימום התנגדות כדי להגביר את טמפרטורת הסביבה, שמועברת לאחר מכן לחול בעזרת מחליף חום.לחול יש טמפרטורת התכה גבוהה מאוד שהיא מאות מעלות פרנהייט. חשוב לציין, חול יכול לאגור אנרגיית חום במשך חודשים ארוכים, מה שהופך את סוללות החול לפתרון אחסון בר-קיימא לטווח ארוך.
PNE הקימה את סוללת החול המסחרית הראשונה בחברת אנרגיה קטנה בעיירה Kankaanpää במערב פינלנד. הסוללה לובשת צורה של ממגורה שממולאת בכ-100 טון חול.
כיום, הסוללה מפעילה את מערכת ההסקה המרכזית של המחוז. לפי PNE, בעת הצורך, ניתן להשתמש באוויר החם שבסוללה כדי לחמם מים, אשר נשאבים לאחר מכן למשרדים ולבתים בשכונה.
לסוללת החול הפינית יש עוצמת חימום של 100 קילוואט, וקיבולת אחסון כוללת של 8 MWh. לפי החברה, הסוללה עולה פחות מ-10 דולר לקילו-ואט-שעה, וברגע שהיא פועלת יכולה להימשך "עשרות שנים".
… הכלכלה תלויה בעלויות ההון של המערכת שבהן טכנולוגיות אחסון אנרגיה תרמית מבטיחות.
מלבד זה, ל-PNE יש גם טייס ניסוי תפעולי קטן יותר של 3 MWh בהיידנרנטה, טמפרה, שמחובר לרשת חימום מחוזית מקומית, ומספק חום לכמה בניינים. החברה השתמשה בפיילוט זה כדי לבדוק, לאמת ולייעל את פתרון סוללת החול. פרויקט הפיילוט מקבל חלק מהאנרגיה שלו ממערך פאנלים סולאריים בגודל 100 מ ר והשאר מרשת החשמל המסורתית.
פתרון ארוך טווח
המאמץ המוגבר למקסם את ייצור האנרגיה הירוקה המתחדשת ברחבי העולם גורם לחוקרים להימלט אחר פתרונות חדשניים לאחסון אנרגיה זו לשימוש מאוחר יותר.
למרות שניתן ליישם מחדש סוללות כימיות מסורתיות המיוצרות עם ליתיום ומינרלים אחרים למשימה זו, הן אינן בנות קיימא ואינן יעילות בטווח הארוך, כאשר נתח גדול של חשמל יופק ממקורות מתחדשים, טוען PNE.
בנוסף ל-PNE, כמה חוקרים אחרים חוקרים את השימוש בסוללות חול כאמצעי לאגירת אנרגיה.פרויקט ENDURING של המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת בארה ב (NREL) יצר בהצלחה אב טיפוס של פתרון אחסון אנרגיה תרמית המשתמש בחול כאמצעי האחסון.
NREL חוקר פטריק דבנפורט אמר שפרויקט ENDURING עזר להדגים נתיב ברור לחרוג מ-50% ביעילות הלוך ושוב. יעילות הלוך ושוב מציינת את אחוז החשמל שהוכנס לאחסון והוחזר מאוחר יותר. ככל שהיעילות הלוך ושוב גבוהה יותר, כך תאבד פחות אנרגיה בתהליך האחסון.
זה חשוב מכיוון שסוללות חול טובות לאגירת ושחרור חום, אך אינן יעילות במיוחד בכל הנוגע להחזרת החשמל לרשת החשמל, מציין ה-BBC המדווח על הסוללה הפינית.
בהחלפת דוא ל עם Lifewire, דבנפורט טען כי למרות שהיעילות הלוך ושוב של סוללות חול אינה מתאימה לסוללות כימיות מודרניות, כמו ליתיום-יון, הן יותר מאשר מפצות על ההפסד בכך שהן ניתן להרחבה מאוד, ובשל עלויות ההון הנמוכות ביותר שלהם.
"עם הסיכוי לעלות נמוכה רגילה של חשמל (חינם או אפילו בתשלום לשימוש לפעמים), היעילות הלוך ושוב הופכת פחות חשובה", טען דבנפורט. "במקום זאת, הכלכלה תלויה בעלויות ההון של המערכת שבהן טכנולוגיות אחסון אנרגיה תרמית מבטיחות."
