Această inovație tehnologică, instalată în orașul Kankaanpää, reprezintă prima soluție comercială din lume care folosește nisipul simplu pentru a stoca energie termică la scară largă. Într-o epocă în care stocarea energiei verzi este principala provocare a rețelelor electrice, inginerii finlandezi au demonstrat că răspunsul nu stă neapărat în litiu sau cobalt, ci într-unul dintre cele mai banale și ieftine materiale de pe Pământ.
Sistemul, dezvoltat de compania Polar Night Energy, arată la exterior ca un siloz înalt de oțel, izolat termic. În interiorul acestui recipient uriaș se află aproximativ 100 de tone de nisip de construcții, un tip de nisip de calitate inferioară care nu este util pentru alte industrii. Principiul de funcționare este surprinzător de simplu: energia electrică produsă în exces de panourile solare și eoliene este transformată în căldură prin rezistență electrică, încălzind aerul care circulă apoi prin masa de nisip.
Nisipul are proprietăți termodinamice excelente pentru acest scop. El poate reține căldura mult mai eficient decât apa și poate atinge temperaturi mult mai ridicate fără a-și schimba starea de agregare sau a crea presiune periculoasă. În timp ce tancurile de apă sunt limitate la 100 de grade Celsius (sau puțin peste, dacă sunt presurizate), bateria de nisip din Finlanda ajunge frecvent la temperaturi de 500 sau chiar 600 de grade Celsius.
Odată încălzit, nisipul funcționează ca un termos gigant. Datorită izolației performante a silozului și a conductivității termice reduse a nisipului în sine, energia poate fi păstrată acolo timp de luni de zile cu pierderi minime. Acest lucru permite stocarea sezonieră: energia solară captată în timpul verii lungi și luminoase a Finlandei poate fi păstrată pentru a fi eliberată în timpul iernii întunecate și geroase, când cererea de încălzire este maximă.
Când orașul are nevoie de căldură, procesul este inversat. Aerul rece este pompat prin nisipul fierbinte, se încălzește instantaneu și este direcționat către un schimbător de căldură. Aici, energia este transferată apei care circulă în sistemul de termoficare al orașului. Această apă fierbinte ajunge apoi în caloriferele locuințelor, în piscinele publice și în clădirile comerciale, înlocuind necesitatea arderii combustibililor fosili pentru încălzire.
Eficiența acestui sistem este remarcabilă. Dacă s-ar încerca transformarea căldurii înapoi în electricitate, randamentul ar fi scăzut, însă folosirea energiei stocate direct sub formă de agent termic duce la o eficiență de aproape 99%. Practic, aproape fiecare joule de energie electrică introdus în nisip ajunge, eventual, să încălzească o casă, neexistând pierderile de conversie chimică specifice bateriilor convenționale.
Un avantaj major al acestei tehnologii este costul extrem de redus. Nisipul este o resursă abundentă și ieftină, care nu necesită lanțuri de aprovizionare complexe sau minerit toxic, spre deosebire de metalele rare necesare acumulatorilor moderni. Mai mult, nisipul nu se degradează în timp. În timp ce o baterie de telefon își pierde capacitatea după câteva mii de cicluri de încărcare, nisipul poate fi încălzit și răcit de zeci de mii de ori fără a-și pierde proprietățile fizice.
Siguranța este un alt punct forte al proiectului. Bateriile litiu-ion prezintă riscuri de incendiu și sunt greu de stins dacă se aprind. Bateria de nisip, în schimb, este inertă. Nu există substanțe chimice volatile, nu există risc de explozie și nu poluează pânza freatică în cazul unei scurgeri. Este pur și simplu un morman de praf fierbinte într-un container, ceea ce face ca aprobările pentru construirea ei în zone urbane să fie mult mai ușor de obținut.
Succesul de la Kankaanpää a determinat planuri de expansiune rapidă. Un nou proiect, de zece ori mai mare, este deja în construcție în alt oraș finlandez, Pornainen. Această nouă baterie va avea capacitatea de a încălzi orașul timp de o săptămână întreagă în cea mai friguroasă perioadă a iernii sau o lună întreagă în timpul verii, eliminând aproape complet utilizarea gazului metan în rețeaua locală.
Modelul finlandez demonstrează că soluțiile pentru criza climatică nu trebuie să fie întotdeauna futuriste sau incredibil de complexe. Uneori, reîntoarcerea la elementele de bază și aplicarea legilor fundamentale ale fizicii asupra unor materiale banale poate oferi răspunsuri sustenabile. Bateria de nisip este o dovadă că putem folosi „gunoiul” geologic pentru a salva energia curată, transformând o simplă grămadă de nisip într-o sursă vitală de confort pentru mii de oameni.
.jpg)
0 Comentarii