ซื้อกลับบ้านที่สำคัญ
- บริษัทฟินแลนด์ได้ติดตั้งแบตเตอรี่ทรายในเมืองฟินแลนด์
- พลังงานถูกเก็บไว้เป็นความร้อนในทรายเป็นเวลาหลายเดือน ซึ่งใช้สำหรับให้ความร้อนกับน้ำที่จ่ายให้กับผู้อยู่อาศัยในฤดูหนาว
- ด้วยการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น โซลูชันการจัดเก็บราคาถูกจึงเป็นความจำเป็นของชั่วโมง ผู้เชี่ยวชาญแนะนำ
พลังงานสีเขียวมีมากกว่าแค่รุ่น การค้นหากลไกที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อจัดเก็บพลังงานสะอาดทั้งหมดนั้นสำคัญไม่แพ้กัน
ในขณะที่นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อเปลี่ยนตึกระฟ้าให้กลายเป็นแบตเตอรี่ขนาดยักษ์ Polar Night Energy (PNE) ในฟินแลนด์ได้ติดตั้งแบตเตอรี่ทรายเชิงพาณิชย์เครื่องแรก ซึ่งสามารถเก็บพลังงานไว้ได้นานหลายเดือน เพื่อให้บ้านเรือนอบอุ่นในฤดูหนาวเมื่อความต้องการพลังงานสูงขึ้น.
“การผลิตแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและพลังงานแสงอาทิตย์มีความผันผวนสูง และทับซ้อนกับการบริโภคในเวลาเพียงบางส่วนเท่านั้น” PNE อธิบายบนเว็บไซต์ “เทคโนโลยีของเราเป็นแนวทางในการปรับแต่งไฟฟ้าส่วนเกินราคาถูกและสะอาดให้เป็นความร้อนที่มีคุณค่าด้วยวิธีที่ประหยัดเพื่อใช้เมื่อจำเป็นที่สุด”
ลงสู่พื้นโลก
พูดง่ายๆ ก็คือ แบตเตอรี่ทรายแปลงไฟฟ้าเป็นความร้อน แล้วเก็บไว้ใช้ในภายหลัง ทรายไม่ได้เป็นเพียงหนึ่งในสื่อเก็บความร้อนที่ถูกที่สุดเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพมากและสูญเสียไปเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป
แบตเตอรี่ทรายใช้ความร้อนแบบต้านทานเพื่อเพิ่มอุณหภูมิแวดล้อม ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังทรายโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทรายมีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงมากซึ่งหลายร้อยองศาฟาเรนไฮต์ ที่สำคัญ ทรายสามารถเก็บพลังงานความร้อนได้นานหลายเดือน ทำให้แบตเตอรีทรายเป็นวิธีแก้ปัญหาในการจัดเก็บระยะยาว
PNE ได้สร้างแบตเตอรี่ทรายเชิงพาณิชย์เครื่องแรกในโรงไฟฟ้าพลังงานขนาดเล็กในเมือง Kankaanpää ทางตะวันตกของฟินแลนด์ แบตเตอรี่อยู่ในรูปของไซโลที่เต็มไปด้วยทรายประมาณ 100 ตัน
ปัจจุบันแบตเตอรีจ่ายไฟให้กับระบบทำความร้อนส่วนกลางสำหรับเขต ตาม PNE เมื่อจำเป็น ลมร้อนในแบตเตอรี่สามารถใช้ทำน้ำอุ่นได้ จากนั้นจึงสูบไปยังสำนักงานและบ้านเรือนในละแวกใกล้เคียง
แบตเตอรี่ทรายฟินแลนด์มีพลังงานความร้อน 100 kW และความจุรวม 8 MWh ตามที่บริษัทระบุ แบตเตอรี่มีราคาต่ำกว่า 10 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง และเมื่อใช้งานแล้วจะมีอายุการใช้งาน "หลายสิบปี"
… เศรษฐศาสตร์ขึ้นอยู่กับต้นทุนเงินทุนของระบบซึ่งเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานความร้อนแสดงให้เห็นสัญญา
นอกจากนี้ PNE ยังมีนักบินทดสอบปฏิบัติการ 3 เมกะวัตต์ชั่วโมงที่เล็กกว่าในเมืองฮิเอดันรันตา เมืองตัมเปเร ซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายการให้ความร้อนในท้องถิ่น และให้ความร้อนแก่อาคารสองหลัง บริษัทใช้โครงการนำร่องนี้เพื่อทดสอบ ตรวจสอบ และเพิ่มประสิทธิภาพโซลูชันแบตเตอรี่ทราย โครงการนำร่องได้รับพลังงานบางส่วนจากแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 100 ตารางเมตร และส่วนที่เหลือจากโครงข่ายไฟฟ้าแบบเดิม
ทางออกระยะยาว
ความพยายามที่เพิ่มขึ้นในการเพิ่มการผลิตพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกให้ได้มากที่สุดทำให้นักวิจัยพยายามหาทางออกที่เป็นนวัตกรรมเพื่อเก็บพลังงานนี้ไว้ใช้ในภายหลัง
ในขณะที่แบตเตอรี่เคมีแบบดั้งเดิมที่ทำด้วยลิเธียมและแร่ธาตุอื่นๆ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับงานนี้ แต่ก็ไม่ยั่งยืนและไม่คุ้มค่าใช้จ่ายในระยะยาว เมื่อไฟฟ้าก้อนใหญ่จะถูกสร้างขึ้นจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ให้เหตุผล PNE.
นอกจาก PNE แล้ว นักวิจัยอีกหลายคนกำลังสำรวจการใช้แบตเตอรี่ทรายเพื่อกักเก็บพลังงานโครงการ ENDURING ของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NREL) ประสบความสำเร็จในการสร้างต้นแบบโซลูชันการจัดเก็บพลังงานความร้อนที่ใช้ทรายเป็นสื่อในการจัดเก็บ
นักวิจัย NREL Patrick Davenport กล่าวว่าโครงการ ENDURING ช่วยแสดงให้เห็นเส้นทางที่ชัดเจนในการเพิ่มประสิทธิภาพไปกลับเกิน 50% ประสิทธิภาพไปกลับระบุเปอร์เซ็นต์ของกระแสไฟฟ้าที่จัดเก็บและเรียกคืนในภายหลัง ยิ่งประสิทธิภาพไปกลับสูงขึ้นเท่าใด พลังงานก็จะยิ่งสูญเสียไปในกระบวนการจัดเก็บ
สิ่งนี้สำคัญเพราะแบตเตอรี่ทรายนั้นดีสำหรับการจัดเก็บและปล่อยความร้อน แต่ไม่มีประสิทธิภาพมากนักเมื่อพูดถึงการส่งพลังงานกลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้า BBC รายงานเกี่ยวกับแบตเตอรี่ของฟินแลนด์
ในการแลกเปลี่ยนอีเมลกับ Lifewire Davenport อ้างว่าแม้ว่าประสิทธิภาพแบบไปกลับของแบตเตอรี่ทรายจะไม่เหมาะกับแบตเตอรี่เคมีสมัยใหม่ เช่น ลิเธียมไอออน แต่ก็ชดเชยความสูญเสียด้วยการ ปรับขนาดได้สูงและสำหรับต้นทุนเงินทุนที่ต่ำมาก
"ด้วยความคาดหวังของค่าไฟฟ้าที่ต่ำเป็นประจำ (ฟรีหรือจ่ายเพื่อใช้ในบางครั้ง) ประสิทธิภาพการไปกลับจึงมีความสำคัญน้อยลง" ดาเวนพอร์ตยืนยัน "ในทางกลับกัน เศรษฐศาสตร์ขึ้นอยู่กับต้นทุนเงินทุนของระบบ ซึ่งเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานความร้อนแสดงให้เห็นอย่างชัดเจน"