Wat sinn Sand Batterien? Alles wat Dir Wësse musst

Neiegkeeten iwwer eng Sandbatterie aus Finnland hunn viru kuerzem d'Noriichte gemaach, obwuel dëse System nëmmen Hëtzt gespäichert a fräigelooss huet.

Thermesch Wärmelagerung ass keng nei Technologie, awer dëse Pilotprojet beliicht e puer vun den zukünftege Méiglechkeete vu gréngen Energietechnologien a Systemer.

Dëse Post kuckt op d'Technologie ronderëm Sand fir Energielagerung, souwéi ähnlech Technologien, a wat se fir d'Welt bedeiten.

Energie aus Sand?

Natierlech Sand besëtzt vill Qualitéiten, déi et en ideale Medium fir thermesch Energielagerung maachen. Dir kënnt et op Temperaturen iwwer 1,000 ° C (1,832 ° F) ouni Probleemer erhëtzen an et kann dës Hëtzt fir Deeg, Wochen a souguer Méint mat minimalem Verloscht halen.

Wann Dir bedenkt datt eng Batterie e Mëttel ass fir Energie ze späicheren déi zu enger bestëmmter Zäit produzéiert gouf, sou datt se zu enger anerer Zäit benotzt ka ginn, dann ass Sand dee mat elektrescher Energie erhëtzt gëtt fir ze späicheren a spéider Notzung, eng Batterie.

D'Viral Sand Batterie aus Finnland

Am westleche finnesche Quartier Kankaanpää läit e patentéierte Wärmelagerenergiesystem entwéckelt vum Polarnuecht. Et benotzt iwwerschësseg elektresch Energie aus erneierbaren Quellen fir Sand an engem 7 Meter héijen a 4 Meter breet Silo bis zu 600 ° C (1,112 ° F) fir d'Lagerung a spéider Notzung am Fernheiznetz ze erhëtzen.

E puer Saache si wichteg hei am Kapp ze halen. Als éischt ass d'Energie déi benotzt gëtt iwwerschësseg Generatioun aus erneierbaren Quelle wéi Wand a Solar. Dëst läscht all objektiv Vergläicher mat anere Energielagerungssystemer fir kommerziell Zwecker.

Zweetens gëtt de System nëmme fir thermesch Lagerung a Liwwerung benotzt - dat heescht, d'elektresch Energie gëtt an d'Hëtzt ëmgewandelt an am Sand gespäichert. Dann, wann néideg, gëtt d'Hëtzt extrahéiert a verdeelt an Haiser a Fabriken, wou se gebraucht gëtt.

Drëttens, natierleche Sand kann eng beandrockend Quantitéit un Energie halen. Zum Beispill hält dës finnesch Polar Night Batterie 100 Tonnen Sand bei ongeféier 600 Celsius, fir insgesamt 8MWh gespäichert Energie bei enger 100kW Heizkapazitéit. Dëst mécht Sand zu engem wahnsinneg bëlleg Energielagerungsmedium ouni ausgefalene Technologien, Installatiounen oder geféierlech Ufuerderungen.

Iwwer saisonal thermesch Energie Stockage

Seasonal Thermal Energy Storage oder STES fir kuerz, gëtt et fir eng ganz laang Zäit. A senger einfachster Form kënnt Dir am Summer waarm Waasser vum Daach sammelen an an engem ënnerierdesche Tank späicheren, deen Dir dann am Wanter fir Heizung benotzt.

Déi meescht STES Systemer späicheren awer Hëtzt op manner wéi 100 ° C, wat se an der Rei mécht fir Haiser a Büroen z'erhëtzen, awer manner ideal fir aner industriell Notzungen oder Stroumgeneratioun.

D'Method ass einfach, Dir stellt all Medium aus, deen d'Hëtzt op eng Stralungsquell fale kann an halen, wéi d'Sonn, d'Industriell Hëtztoffäll, asw. D'Effizienz vum System hänkt vun der Hëtztaustauschmethod a senger Effizienz of.

Als nächst musst Dir dat erhëtzt Medium an engem isoléierten Uschloss späicheren, fir den Energieverloscht ze minimiséieren. E puer Gebaier kënnen Hëtzt gutt fir vill Méint halen.

Schlussendlech gëtt d'Späichermedium am Wanter erausgepompelt fir Heizungen an d'Büroen ze liwweren andeems se duerch en aneren Wärmeaustausch wéi e Heizkierper gehëtzt ginn. Allgemeng Materialien, déi als STES Späichermedien benotzt ginn, enthalen Waasser, Ueleg, Buedem, Salzhydraten, asw.

Populäre Gebrauch vun gespäichert thermesch Energie

Gespäichert thermesch Energie huet vill Gebrauch, ofhängeg vun der virgesinner Applikatioun. Hei sinn déi populärste:

1. Heizung Haiser & Büroen - Gelagert thermesch kann einfach Heizung fir Wunn- an Aarbechtsraim am Wanter ubidden.
   
2. Hot Water - D'Hëtzt kann och transferéiert ginn fir ëmmer prett waarmt Waasser fir alldeeglech Gebrauch ze bidden.
   
3. Industriell Uwendungen - Waarmt Waasser gëtt fir eng breet Palette vun industriellen Uwendungen benotzt, vu Mëschung bis Botzen, Liewensmëttelveraarbechtung, Léisungsmëttelen, Steriliséierung a vill méi.
   
4. Elektrizitéit Produktioun  - Dir kënnt och gespäichert thermesch Energie benotze fir Waasser op Damp ze erhëtzen an et Turbinen ze fueren, déi am Tour Alternatoren fueren déi elektresch Kraaft produzéieren.

D'Wirtschaft vun enger Sandbatterie

Waasser kann méi Energie am Verglach zum Sand späicheren, awer et gëtt onbestänneg vun 100 ° C (212 ° F) erop, während Sand einfach 600 ° C (1112 ° F) Temperaturen enthalen kann.

Waasser behält och seng thermesch Energie méi laang wéi Sand, wat Waasser e bessert Medium fir saisonal Energielagerung mécht. Wann Dir awer eng Applikatioun denkt, déi d'Hëtzt bannent Stonnen oder nëmmen e puer Deeg benotzt, da gëtt Sand erëm eng Topoptioun. Et ass perfekt fir intermittéierend Energiequellen wéi PV Solar a Wand ze ergänzen.

Zréck op d'finnesch Sandbatterie ass de 7 Meter héije Stahlcontainer fir 100 Tonnen Sand entwéckelt, déi bis zu 8MWh Energie halen.

Fir et an der Perspektiv ze setzen, benotzt dat duerchschnëttlecht US Heem ongeféier 10MWh Energie pro Joer, während dës Zuel an Europa variéiert vu ronn 2MWh a Rumänien bis 9MWh a Schweden. Zousätzlech ginn 30-50% vun der Energie fir d'Heizung duerch de Wanter benotzt.

Dëst bedeit datt e 7 Meter héije Sandreservoir genuch Kraaft produzéiere kann fir e puer Haiser duerch de Wanter z'erhëtzen, an ofhängeg vun Ärem Standuert. Awer et wier eng onpraktesch Uwendung an urbanen Zentren mat enger dichter Bevëlkerung, wéinst senger Gréisst.

D'Konvertéierung vun hirer 100kW Heizkapazitéit op Elektrizitéit bei 30% op der anerer Säit kann genuch Kraaft produzéieren fir iwwer 20 Haiser am Dag, a vill méi Haiser an der Nuecht.

Also, richteg optimiséiert, eng Sandbatterie déi ongeféier $ 5 pro kWh Kapazitéit kascht kann eng super Alternativ zu den aktuellen $ 100+ pro kWh Käschte fir Bläi-Säure a Lithium-Ion Batteriesystemer sinn. Jo, et ass vläicht méi bulkier, awer et ass vill méi bëlleg.

Sand Akkuen Fir Stroum Generatioun

D'Lagerung vun der thermescher Energie fir spéider Notzung an der Stroumproduktioun ass eng bewisen an zouverlässeg Technologie déi implementéiert gouf Konzentréiert Solarenergie (CSP) Projete fir Joerzéngten.

Energie an engem modernen CSP System gëtt gefaangen andeems honnerte oder Dausende vu Spigelen an engem eenzegen Uewen konzentréiert ginn. Dës Spigelen verfollegen dann d'Sonn duerch den Dag fir konstant Hëtzt am Uewen bis zu 565 ° C (1,049 ° F) ze garantéieren.

CSP Installatiounen sinn dacks ganz grouss, iwwer Millioune Quadratmeter (~ 1 + km2) an der Fläch, mat hiren Solarempfänger am Zentrum an elektresch Generatiounskapazitéiten am 100+ Megawatt Beräich.

Eng geschmollte Salzmëschung mat 60% Natriumnitrat a 40% Kaliumnitrat gëtt benotzt fir Energie an CSP Systemer fir Nuecht Generatioun ze späicheren. Am Géigesaz zu der Sandbatterie schmëlzt dës Salzmëschung awer bei héijen Temperaturen, fir datt se wéi eng Flëssegkeet fléisst.

Béid CSP a Sandbatteriesystemer konvertéieren Solarenergie an Hëtztenergie bei ongeféier gläiche Effizienz vun 15-20%. Awer wärend CSP geschmollte Salzsystemer ongeféier 50% Effizienz bei der Ëmwandlung vun der gespäichert Hëtzt an Elektrizitéit hunn, huet d'finnesch Sandbatterie eng theoretesch 20-25% Effizienz.

CSP Systemer si kommerziell liewensfäeg, also wann Dir dës finnesch Batterie tweakéiere kënnt fir iwwer eng 30% Hëtzt-zu-Elektrizitéit Konversiounseffizienz ze kommen, da kann et eng viabel Technologie ginn fir erneierbar Elektrizitéit bëlleg ze späicheren an ze liwweren.

Ähnlech Stockage Technologien

Et gi vill aner Forme vun Energielagerung, jidderee mat senge Vir- an Nodeeler. Déi populärste Typen enthalen:

1. Electrochemical Energie Stockage - Wéi Dir a Batterien fannt, profitéiert dëst de potenziellen Ënnerscheed tëscht zwee Elementer fir Energie mat reversibelen elektrochemesche Reaktiounen ze späicheren an ze befreien.
   
2. Mechanesch Energie Stockage - Dëst beinhalt verschidde Methoden, dorënner d'Benotzung vu Schwéngsrader a Quellen, souwéi Gravitatiounssystemer, déi Energie an engem Objet späicheren andeems se se opwéckelen an hir Héicht erhéijen.
   
3. Molten Salt Energy Storage (MSES) - D'Lagerung hei ass thermesch, sou wéi d'Benotzung vun enger Kombinatioun vu 60% Natriumnitrat a 40% Kaliumnitrat.
   
4. Thermal waarm Waasser - Dës Method kann späicheren bis 6 kWh Energie an engem 50-Liter waarmt Waasser Tank.
   
5. Gepompelt Hydro – Déi bëllegst Form vun Energielagerung. Säin Haaptprobleem ass awer déi limitéiert Plazen wou et ëmgesat ka ginn.
   
6. Kompriméiertem Loft - Ähnlech wéi Hydro, kompriméiert dës Method einfach d'Loft fir Energie ze späicheren. Dann, wann Dir d'Energie braucht, befreit Dir d'kompriméiert Loft fir eng Turbin ze dréinen.
   
7. Flywheel - Dir benotzt einfach Energie fir e gutt equilibréiert Rad ze rotéieren, a späichert se doduerch als kinetesch Energie déi entweder fir d'Bewegung oder d'elektresch Energieproduktioun benotzt ka ginn.
   
8. Flow Batterie - Dëst ass en elektrochemesche Späichersystem wou d'Elektrolyte a verschiddene Panzer sinn a vun engem voll geluedenen Tank an en eidele Ladetank fléien. Dann fir d'Elektrolyte ze laden, dréit Dir einfach de Flux ëm. Dës Methode ka ganz mächteg Batterien produzéieren well déi zwee Elektrolyte interagéieren duerch eng Membran déi Dir extensiv ka skaléieren.
   
9. Phase änneren Materialien - Dës Materialien absorbéieren Energie wéi se schmëlzen, ginn se dann ewech wéi se festleeën. Si sinn ideal fir thermesch Energie bei präzisen Temperaturen ze späicheren.

Froen (FAQs)

Conclusioun

Mir hunn d'Enn vun dëser Exploratioun vu Sandbatterien an hirem wirtschaftleche Potenzial erreecht. A wéi Dir musst gemierkt hunn, si bidden vill Méiglechkeeten.

Vun der Hëtzt un d'Gemeinschaften bis zur elektrescher Kraaftproduktioun, mécht d'Dreckskäschte vu Silikasand et e verspriechend Medium fir zukünfteg Energieprojeten.