جدید ترین روش ذخیره سازی انرژی پاک ''باتری شنی چیست؟''

نوشته شده در 21 مهر 1404
تخصصی عمومی اخبار تحلیل بازار ئسته نونگار ایرکا1 ایرکا
جدید ترین روش ذخیره سازی انرژی پاک ''باتری شنی چیست؟''

باتری شنی چیست؟

باتری شنی می‌تواند نحوه ذخیره انرژی تجدیدپذیر را تغییر دهد. این باتری روشی کارآمد برای متعادل کردن شبکه و تأمین گرما بدون سوخت‌های فسیلی ارائه می‌دهد. بیاموزید که چگونه این سیستم به صنایع کمک می‌کند تا استفاده از انرژی باد و خورشید را گسترش دهند و در عین حال هزینه‌ها و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهند.

به طور خلاصه

باتری شنی یک سیستم ذخیره انرژی حرارتی در مقیاس بزرگ و با دمای بالا است که از شن یا مواد مشابه برای ذخیره انرژی به صورت گرما استفاده می‌کند.

اهداف اصلی آن ذخیره انرژی بادی و خورشیدی مازاد، مشارکت در بازارهای متعادل‌سازی شبکه و تولید گرما و برق بدون احتراق است. این فناوری به افزایش مقیاس منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید کمک می‌کند و شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا ضمن کاهش قابل توجه هزینه‌های انرژی، به اهداف اقلیمی خود دست یابند.

باتری شنی توسط شرکت Polar Night Energy اختراع شد. هسته اصلی این راهکار، مکانیزم انتقال حرارت حلقه بسته ثبت شده ما در یک مخزن عظیم انرژی حرارتی از جنس مواد جامد است.

اصطلاح «باتری شنی» از طریق یک گزارش خبری بی‌بی‌سی در ۵ ژوئیه ۲۰۲۲ توجه گسترده‌ای را به خود جلب کرد. این گزارش که توسط خبرنگار محیط زیست، مت مک‌گراث، تهیه شده بود، اولین باتری شنی تجاری جهان را در کانکانپا، فنلاند به نمایش گذاشت.

اولین باتری شنی جهان در فنلاند

شرکت Polar Night Energy اولین باتری شنی تجاری جهان را در کانکانپا، فنلاند، برای شرکت برق واتاجانکوسکی توسعه داده و اداره می‌کند.

این باتری شنی ۲۰۰ کیلوواتی با ظرفیت ۸ مگاوات ساعت، سازه‌ای به ارتفاع ۷ متر و قطر حدود ۴ متر است. از ۱۰۰ تن شن و ماسه محلی به عنوان واسطه ذخیره‌سازی استفاده می‌کند و به یک شبکه گرمایش منطقه‌ای متصل است که خانه‌ها و ساختمان‌های تجاری، از جمله استخر شنای شهری را گرم می‌کند.

باتری سند در کنار یک مرکز داده کار می‌کند که گرمای اتلافی آن، آب گرمایش منطقه‌ای را گرم می‌کند. با این حال، مرکز داده به تنهایی نمی‌تواند دمای مورد نیاز را تأمین کند، بنابراین باتری سند دمای آب را قبل از ورود مجدد به سیستم گرمایش افزایش می‌دهد.

این سیستم مطابق با انتظارات به راندمان ۶۰ تا ۷۰ درصد دست یافته است. باتری‌های شنی بزرگتر عملکرد بسیار بهتری خواهند داشت، زیرا راندمان با افزایش مقیاس افزایش می‌یابد. راندمان تقریبی رفت و برگشت برای باتری شنی ۲ مگاواتی ما ۸۵ درصد و برای باتری شنی ۱۰ مگاواتی ۹۰ درصد است.

 
باتری شنی یک سیستم ذخیره انرژی حرارتی در مقیاس بزرگ و با دمای بالا است که از شن یا مواد مشابه برای ذخیره انرژی به صورت گرما استفاده می‌کند.

بزرگترین باتری شنی جهان

شرکت لوویسان لامپو (Loviisan Lämpö) بزرگترین باتری شنی جهان را در ژوئن ۲۰۲۵ راه‌اندازی کرد. این باتری شنی در مقیاس صنعتی که توسط شرکت انرژی قطبی نایت (Polar Night Energy) توسعه یافته است، اکنون به عنوان مرکز اصلی تولید برای شبکه گرمایش منطقه‌ای در پورناینن (Porainen) فنلاند فعالیت می‌کند.

باتری جدید Sand، ۱ مگاوات برق حرارتی و ۱۰۰ مگاوات ساعت ظرفیت ذخیره‌سازی ارائه می‌دهد که آن را ده برابر بزرگتر از باتری Sand راه‌اندازی شده در کانکانپا در سال ۲۰۲۲ می‌کند. این باتری با ۱۳ متر ارتفاع و ۱۵ متر عرض، حدود ۲۰۰۰ تن سنگ صابون خرد شده را به عنوان واسطه حرارتی خود در خود جای داده است.

این پروژه نشان می‌دهد که راه‌حل‌های مقرون‌به‌صرفه برای برقی‌سازی و کربن‌زدایی گرمایش صنعتی، امروزه به‌صورت تجاری در دسترس هستند.

 

طراحی باتری شنی

واحد ذخیره‌سازی باتری سند یک سیلوی عایق‌بندی شده است که معمولاً ۱۰ تا ۱۵ متر ارتفاع دارد و قطر آن بسته به ظرفیت، از ۴ تا ۳۰ متر متغیر است. ساختار مدولار آن امکان تنظیم انعطاف‌پذیر ظرفیت ذخیره‌سازی را بدون نیاز به طراحی مجدد گسترده فراهم می‌کند.

شارژ و دشارژ از طریق لوله‌های انتقال حرارت که هوا را در یک سیستم حلقه بسته به گردش در می‌آورند، رخ می‌دهد. هوا با گرم‌کن‌های مقاومتی گرم می‌شود و جریان توسط دمنده‌ها و دمپرهای صنعتی کنترل می‌شود. هنگام دشارژ، هوا از طریق یک مبدل حرارتی هدایت می‌شود.

خروجی، آب گرم، بخار یا هوا با دمایی تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد است که برای ۳۶٪ از نیازهای گرمایشی فرآیندهای صنعتی مناسب است. ما همچنین در حال توسعه راهکاری برای تبدیل مجدد گرمای ذخیره شده به برق هستیم. لوله‌هایی که در محیط ذخیره‌سازی دفن شده‌اند، نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند و برای طول عمر بالا طراحی شده‌اند.

 

محیط ذخیره‌سازی

محیط ذخیره‌سازی ترجیحی، شن یا مواد دانه‌ای مشابه است که برای ساخت‌وساز مناسب نیستند.

مواد جامد با چگالی بالا و هزینه کم از منابع فراوان ایده‌آل هستند. این انعطاف‌پذیری امکان استفاده از مواد موجود در محل یا محصولات جانبی حاصل از فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌کند. خاک دیگران می‌تواند واسطه ذخیره‌سازی انرژی حرارتی ما باشد.

ما با شرکا همکاری می‌کنیم تا رسانه‌های ذخیره‌سازی جدید را بر اساس پایداری، هزینه و خواص حرارتی شناسایی کنیم. یکی از حوزه‌های مورد علاقه، صنعت معدن است، جایی که موادی که معمولاً به عنوان سنگ باطله معدن دور ریخته می‌شوند، می‌توانند به عنوان ذخیره‌سازی حرارتی استفاده شوند. ما در انجام آزمایش‌های مربوطه با نمونه‌هایی که توسط شرکا و مشتریانمان ارائه می‌شود، تجربه داریم.

از قاب‌های باتری سندی استفاده کنید

شرکت‌های برق و صنایع انرژی در حال تغییر به سمت راه‌حل‌های انرژی سازگار با محیط زیست هستند و باتری سند به اندازه کافی همه‌کاره است تا با زیرساخت‌های موجود ادغام شود. مشتریان Polar Night Energy شامل شرکت‌های برق، ارائه‌دهندگان گرمایش منطقه‌ای، اپراتورهای ساختمان‌های بزرگ تجاری یا مسکونی که به گرمایش فضا نیاز دارند و صنایعی که به گرمای فرآیندی با دمای بالا نیاز دارند، مانند:

  • غذا و نوشیدنی
  • خمیر و کاغذ
  • منسوجات و پوشاک
  • فلز، معدن و مواد معدنی
  • مواد شیمیایی و دارویی
  • تولید

باتری شنی به ویژه برای کاربردهایی که به دمای بین ۶۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد نیاز دارند، محدوده‌ای که امروزه معمولاً توسط نفت یا گاز تأمین می‌شود، مفید است.

اقدامات اقلیمی و نوآوری در انرژی

برای مبارزه با تغییرات اقلیمی، به راهکارهای قابل اعتمادی برای ذخیره انرژی از منابع تجدیدپذیر نیاز داریم. باتری شنی با پایداری زیست‌محیطی، مسئولیت‌پذیری اجتماعی و توجیه اقتصادی، این نیاز را برآورده می‌کند.

نوآوری شرکت Polar Night Energy توجه جهانی را برانگیخته و باعث ایجاد پروژه‌های DIY و بحث‌هایی پیرامون راه‌حل‌های انرژی پاک شده است. از زمان معرفی، باتری شنی در رسانه‌های مهم و انجمن‌های آموزشی در سراسر جهان مورد توجه قرار گرفته است.

شرکت Polar Night Energy در سال ۲۰۱۸ تأسیس شد و با اولین باتری شنی تجاری جهان، تأثیر زیادی بر صنعت انرژی گذاشته است. این شرکت در تامپره، فنلاند مستقر است.