της Δωροθέας Τόμελη
Ερευνητές από όλο τον κόσμο ψάχνουν να βρουν εναλλακτικούς τρόπους να αποθηκεύσουν την ενέργεια μακροχρόνια και να συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος. Αρχές Ιουλίου έγινε γνωστό ότι δύο επιστήμονες, ο Markku Ylönen και ο Tommi Eronen από την εταιρεία Polar Night Energy από την Φιλανδία, βρήκαν τρόπο να αποθηκεύουν πράσινη ενέργεια σε μπαταρίες άμμου. Η πρώτη εγκατάσταση μπαταρίας άμμου πραγματοποιήθηκε σε ένα μικρό εργοστάσιο εταιρείας παροχής ηλεκτρισμού και η διάρκεια ζωής της είναι μερικούς μήνες.
Από την ηλιακή ή την αιολική ενέργεια μπορούμε να παράγουμε φθηνό ηλεκτρισμό και με αυτόν τον τρόπο να φορτίσουμε την συσκευή μπαταρίας. Κατόπιν η άμμος έχει την δυνατότητα να αποθηκεύσει την θερμότητα σε καυτό αέρα που υπάρχει στο εσωτερικό της (περίπου 500 °C) και στην συνέχεια μπορεί να θερμάνει το νερό του σπιτιού μας κατά την διάρκεια του χειμώνα. Οπότε αντί να μεταφέρουμε ηλεκτρόνια από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο ή να χρησιμοποιούμε αντλίες θερμότητας, η μπαταρία άμμου είναι η πιο φτηνή και οικολογική λύση. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ανάλογα την ανάγκη του κάθε έργου μπορεί να εγκατασταθεί η κατάλληλη μπαταρία άμμου (να υποστηρίζει δηλαδή από ένα κτίριο έως μία ολόκληρη πόλη). Με το λογισμικό COMSOL Multiphysics η εταιρεία Polar Night Energy μπορεί να σχεδιάσει τρισδιάστατα μοντέλα μεταβατικής μεταφοράς θερμότητας με δεδομένα εισόδου και εξόδου ρεαλιστικής ζωής και να δημιουργήσει την κατάλληλη μπαταρία που θα καλύπτει τις απαιτήσεις του κάθε ανθρώπου.
Το σύστημα μπορεί να εγκατασταθεί υπογείως, αν ο χώρος είναι περιορισμένος. Κάθε σύστημα είναι πλέον αυτοματοποιημένο κι έχει ισχύ ενέργειας έως 100MW και χωρητικότητα αποθήκευσης 20GWH*. Το προβλεπόμενο κόστος ενός συστήματος είναι μικρότερο από 10€/kWh χωρητικότητα αποθήκευσης. Η Polar Night Energy αναφέρει «Η τεχνολογία μας παρέχει έναν τρόπο διύλισης της φθηνής και καθαρής πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας σε πολύτιμη θερμότητα με προσιτό τρόπο, ώστε να χρησιμοποιείται όταν χρειάζεται περισσότερο».
Με την Ρωσική εισβολή στην Ουκρανία έχει δημιουργηθεί μια νέα ενεργειακή κρίση που φυσικά μπορεί να γίνει και χειρότερη εάν η Ρωσία κλείσει περισσότερο την στρόφιγγα του αερίου προς τις Ευρωπαϊκές χώρες. Από την άλλη, η Ευρώπη έχει αποδείξει ότι μπορεί να τα καταφέρει με εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Ένα βασικό πρόβλημα είναι ότι όταν δεν υπάρχει άνεμος ή ήλιος, είναι σχεδόν ακατόρθωτο να δουλέψουν σωστά οι ανεμογεννήτριες και τα ηλιακά πάνελ. Έτσι, σύμφωνα με τα παραπάνω η ανάγκη για αποθήκευση ενέργειας είναι σπουδαία, διασφαλίζοντας μέρα-νύχτα την σταθερότητα του ρεύματος χωρίς να παίζει ρόλο η εποχή. Όπως βέβαια καταλαβαίνουμε, οι μπαταρίες λιθίου έχουν υψηλό κόστος και γι’ αυτό το λόγο οι ερευνητές αναζητούν νέα συστήματα που θα βοηθήσουν σε αυτόν τον τομέα.
Αυτή η νέα τεχνολογία είναι ακόμα σε πειραματικό στάδιο κι ελπίζουμε ότι αυτή η ιδέα θα μπορεί να αξιοποιηθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα και σαφώς να βελτιωθεί, συμβάλλοντας έτσι και στην προστάτρια του περιβάλλοντος. Κάποιες απορίες που όλοι έχουμε είναι κατά πόσο θα καταστεί εφικτό η μπαταρία άμμου να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού εκτός από θερμότητα; Προς το παρόν, όταν η άμμος χρησιμοποιείται για παραγωγή ρεύματος για το ηλεκτρικό δίκτυο, τότε η απόδοση της μπαταρίας πέφτει πάρα πολύ γρήγορα. Πόσο καιρό θα αποθηκεύουμε την πράσινη ενέργεια; Θα είναι εύκολη η ιδιωτική χρήση; Βασικός στόχος είναι να αναπτυχθεί αυτή η ιδέα, αποθηκεύοντας πράσινη ενέργεια, αλλά και θερμότητα για πάνω από ένα έτος.
Είναι γνωστό ότι στην Αμερική δουλεύουν εδώ και καιρό πάνω σε μια παρόμοια τεχνολογία με την μπαταρία άμμου, αλλά οι Φιλανδοί ήταν οι πρώτοι που ανέπτυξαν ένα ολοκληρωμένο λειτουργικό σύστημα εμπορικού χαρακτήρα με ενεργειακή απόδοση άκρως ικανοποιητική. Είναι σαφές ότι κατά την διάρκεια διάφορων ενεργειακών κρίσεων, οι επιστήμονες γίνονται πιο δημιουργικοί και συχνά βρισκόμαστε μπροστά σε μεγάλες ανακαλύψεις κι ιδέες. Είναι μια καινοτόμος τεχνολογία, όπου κι οι δύο ερευνητές πιστεύουν ότι θα φέρει μεγάλες αλλαγές στην ενέργεια τα επόμενα χρόνια στηρίζοντας τους ανθρώπους και το περιβάλλον.
GWH* (Gigawatthoursείναι μονάδα ενέργειας το οποίο ισοδυναμεί με 1 000 000 000 watthours, δηλαδή 1 000 000 κιλοβατώρες)
Βιβλιογραφία:
https://interestingengineering.com/worlds-first-sand-battery [Επίσκεψη 05/07/22]
https://cleantechnica.com/2022/07/05/sand-battery-trials-begin-in-finland/[Επίσκεψη 05/07/22]
https://newatlas.com/energy/sand-battery-polar-night/[Επίσκεψη 05/07/22]
https://energy-world.gr/i-proti-bataria-apo-ammo-einai-gegonos/ [Επίσκεψη 07/07/22]