Asociatyvi nuotr.

Suomijos žiema: už lango tamsa, temperatūra krenta gerokai žemiau nulio, o saulės šviesa per dieną matosi vos keletą valandų. Tokios sąlygos reikalauja nuolatinio šildymo, bet suomių įmonė „Polar Night Energy“ surado naują būdą, kaip tai padaryti naudojant atsinaujinančią energiją ir išmaniąją technologiją – smėlio bateriją.

Šis projektas kilo iš idėjos, kad energiją, sukurtą iš atsinaujinančių šaltinių, pavyzdžiui, vėjo ir saulės, yra sunku saugoti. Nors technologijos nuolat tobulėja, elektros energijos kaupimas vis dar yra brangus, ypač kai šią energiją reikia panaudoti šildymui. Tad „Polar Night Energy“ inžinieriai nusprendė eiti kitu keliu: vietoj brangių elektrinių baterijų jie pasirinko smėlį.

Kaip veikia smėlio baterija?

Viskas prasidėjo nuo paprastos, bet efektyvios idėjos – naudoti smėlį kaip šilumos kaupiklį. Smėlis turi puikią savybę išlaikyti šilumą ilgą laiką ir atiduoti ją lėtai, kai reikia. Įmonės įkūrėjai Tommi Eronen ir Markku Ylönen nusprendė sukurti sistemą, kurioje elektros energija iš atsinaujinančių šaltinių būtų naudojama orui šildyti iki itin aukštos temperatūros (virš 600 °C). Šis karštas oras cirkuliuoja per smėlio pripildytą rezervuarą, kuriame išlieka sukaupta šiluma.

Naudojant smėlį, kaip šilumos kaupiklį, buvo išspręstos kelios problemos, su kuriomis susiduriama naudojant vandenį. Vanduo turi tam tikrą šilumos saugojimo ribą – kai temperatūra pasiekia tam tikrą lygį, jis virsta garais, o garų naudojimas kaip energijos kaupiklis yra brangus ir sudėtingas. Smėlis šiuo požiūriu yra kur kas patrauklesnis – jis gali saugoti keturis kartus daugiau šilumos nei vanduo, ir net ir šalčiausiomis žiemos naktimis lėtai atiduoda sukauptą energiją.

Pilotinis projektas ir jo sėkmė

Pradėję nuo paprasto studentų projekto, T. Eronen ir M. Ylönen idėja peraugo į pilotinę smėlio baterijos gamyklą Tampere mieste. Šis 3 MWh/100 kW talpos prototipas pradėjo veikti žiemą 2020 -2021 metais. Sistema naudoja saulės ir vėjo sukurtą elektrą orui šildyti, kuris tuomet cirkuliuoja per smėlio rezervuarą. Vėliau karštas oras šildo vandenį, kuris paskirstomas pastatuose, esančiuose Hiedanranta rajone.

Sistema yra paprasta, bet efektyvi – joje naudojami tik vamzdynai, ventiliatorius, vožtuvai ir elektriniai šildytuvai. Kai oras iš rezervuaro pasiekia karšto oro šilumokaitį, jis perduoda šilumą vandeniui, kuris toliau naudojamas įvairioms šildymo sistemoms. Net ir tada, kai elektriniai šildytuvai atvėsta, sukaupta šiluma smėlyje leidžia toliau palaikyti patalpų temperatūrą.

Smėlio baterijos: privalumai ir vizija

T. Eronen pasakoja, kad žmonės dažnai įsivaizduoja švarios energijos ateitį, galvodami apie elektrą, tačiau ne mažiau svarbu sumažinti šildymo emisijas. Suomijoje apie 82 proc. su energetika susijusių emisijų yra susijusios būtent su namų šildymu, tad „Polar Night Energy“ kūrėjai nusprendė ieškoti būdo, kaip šildyti pastatus tik naudojant saulės energiją.

Šis sprendimas ne tik mažina iškastinio kuro naudojimą, bet ir leidžia geriau išnaudoti saulės energiją, ypač tamsiuoju metų laiku. Tai padeda spręsti problemas, su kuriomis susiduria visos šalys, siekiančios tvaraus energetikos perėjimo. Smėlio baterijos yra ne tik praktiškos ir saugios, bet ir ekonomiškos, nes smėlis yra pigus ir lengvai prieinamas. Tai leidžia laikyti smėlio baterijas ne tik kaip inovatyvų projektą, bet ir kaip sprendimą, galintį tapti plačiai naudojamu energijos kaupimo būdu.

Parama iš Europos Sąjungos

Liepa, 2019 m. Buvo skirta nedidelė parama šiam Suomijos projektui.

Pagal projektą „Polar Night Energy Oy“ pastatys naujovišką kietosios šilumos saugojimo technologijos demonstravimo įrenginį Tyyppamo pastate Hiedanranta, Tamperėje, bendradarbiaujant su Tamperės miestu. „Polar Night Energy Oy“ išbando sezoninį šilumos kaupimą gamykloje ir yra prijungtas prie Hiedanranta regioninio šildymo tinklo. Energiją iš dalies gamina saulės baterijų plokštės, tačiau didžioji dalis elektros energijos paimama iš tinklo. Sandėlis bus išmontuotas atsižvelgiant į regioninio šildymo tinklo poreikius, paprastai 1–2 savaičių ciklais, pagreitintai imituojant sezoninį šilumos kaupimą. „Polar Night Energy Oy“ patvirtina savo skaičiavimo modelius ir bando savo įrangą, o Tamperės miestas bando vartojimo pikų išlyginimą, naudodamas šilumos kaupimą regioniniame šildymo tinkle.

Smėlio baterijos projektas Suomijoje – tai drąsus ir inovatyvus žingsnis į priekį, kuris demonstruoja, kaip tvarios technologijos gali prisidėti prie žiemos iššūkių sprendimo ir pereiti prie švaresnės ateities. Suomiai išmokė smėlį „kaupti saulės šilumą“, taip įrodydami, kad net ir šalčiausiais mėnesiais šiluma gali būti tvari, pigesnė ir prieinama visiems.

„Europos pulso“ informacija