Egy finnországi energetikai partnerség nemrégiben telepítette a világ első teljesen működőképes „homokakkumulátorát”. Az innovatív technológia hónapokig képes tárolni a zöld energiát, és fejlesztői szerint megoldhatja a megújuló energia problémáját a csak szezonálisan elérhető energiaforrásokkból.

A homokakkumulátor nap- vagy szélenergiából előállított energiával töltik fel az alacsony minőségű homokot. A homok 500 °C-on képes hőt tárolni veszteség nélkül, és hónapokig megtartja azt. Ezzel a technológiával megoldható, hogy a nyáron megtermelt zöldenergiával fűtsék télen az otthonokat.

A homokakkumulátort a finn Polar Night Energy startup építette a nyugat-finnországi székhelyű Vatajankoski energiaszolgáltatóval együtt. A projekt a világ első kereskedelmileg működő homokalapú energiatárolási megoldását valósította meg.

Az akkumulátor a Polar Night Energy által kifejlesztett és szabadalmaztatott hőtároló rendszert használja. Ezt a rendszert a Vatajankoski erőmű létesítményére helyezték, hogy hőenergiát biztosítson a Vatajankoski távfűtési hálózatához a nyugat-finnországi Kankaanpää kerületben.

A rendszer alacsony költségű megújuló villamos energiát használ a homok 500 °C-ig történő melegítésére az úgynevezett rezisztív fűtés technikával. Ez ugyanaz a módszer, amelyet az elektromos kerámia kandalónál használnak a villamos energiából történő hőtermelésre.

Az így keletkező forró levegőt hőcserélő rendszerben keringtetik a homokban.

A csapat arról számolt be, hogy a projekt építési szakasza jól sikerült. A projekt során a mérnökök felfedezték, hogy a rendszer még nagyobb energiatároló kapacitással rendelkezik, mint amit eredetileg számítottak.

A hőt egy 4 m széles és 7 m magas acéltartály tárolja, amely a Polar Night Energy automatikus hőenergia-tároló rendszerét és 100 tonna alacsony minőségű homokot tartalmaz. A felhasznált homok, tartós és olcsó, sok hőt képes tárolni, és körülbelül 500 – 600 ° C-ra melegítik.

A homokakkumulátor a 8 MWh energiatárolás képes 100 kW névleges teljesítmény leadása mellett.

A projekt a finn energiaelosztás intelligens és zöld átállásának része volt. Az ehhez hasonló hőtároló rendszerek jelentősen hozzájárulhatnak ahhoz, hogy a legtöbbet hozzuk ki a szezonálisan időszakos megújuló energiaforrásokból az országos villamosenergia-hálózatban.

Az ehhez hasonló nagy, kereskedelmi léptékű rendszerekben tárolt hő szintén segíthet a városoknak a fosszilis tüzelőanyagok leváltásában.

A homokakkumulátor helyettesítheti a hagyományos akkumulátorokat?
Jelenleg az időszakos megújuló energiaforrásokból származó villamos energia tárolására használt ipari méretű akkumulátorok többsége lítiumból készül. Ezek terjedelmesek és drágák, és nem tudnak jól megbirkózni a nagy mennyiségű felesleges energiával.

A homokakkumulátor viszont olcsó megoldás, amely nem igényel új, ritka anyagokat, és ellenáll a jelentős túlfeszültségeknek. A homokakkumulátorok gyorsan képesek tárolni a megújuló forrásokból származó nagy energiahullámokat is, maximalizálva a rendszer hatékonyságát.

A homok hosszú idő elteltével is kevés energiát veszít, és több hónapig képes hőt tárolni egy homokakkumulátorban 500 °C-on. Ez azt jelenti, hogy az akkumulátorból akkor tudnak energiát kinyerni, amikor az energiaárak magasabbak, lehetővé téve, hogy sokkal alacsonyabb költséggel fűtsék otthonaikat, irodáikat és a helyi uszodát.

Talán ez lesz a megoldás a megújuló energia tárolási kapacitás növelése iránti igény kielégítésére?
A homokakkumulátort egy olyan időszakban vezették be, amikor az elektromos hálózatok és a közüzemi vállalatok világszerte jelentős beruházásokat hajtanak végre a megújuló energiába. Napelemfarmok, szélturbinák és geotermikus energiarendszerek jelennek meg nagy számban szerte a világon, és az elmúlt években jelentős javulást értek el a megújuló energia technológiája és költségei terén.

A megújuló energiatermelési kapacitás országos hálózatra történő növelése azonban csak egy része a megoldásnak. A tárolás ugyanolyan fontos, különösen a szezonális időjárási változások által jobban érintett régiókban, például Észak-Európában.

A villamosenergia-hálózatoknak fenn kell tartaniuk a hálózat egyensúlyát, így a megújuló forrásokból származó energia hozzáadása – például vihar idején, amikor a szélturbinák teljes kapacitással működnek – valójában megzavarhatja a hálózatot.

A hatékony akkumulátoros tárolás segíthet a mérnököknek (és egyre inkább az automatizált rendszereknek) fenntartani az egyensúlyt a hálózatban azáltal, hogy elnyeli a túlfeszültségeket, és később felszabadítja ezt az energiát, amikor a hálózatnak szüksége van rá.

A homokot a finn partnerség mellett kutatócsoportok is vizsgálják szerte a világon. Az Egyesült Államok Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriuma (NREL) például jelenleg is homokakkumulátorokat kutat.

Az első működő kereskedelmi homokakkumulátor üzembe helyezésével csak idő kérdése, hogy ez az alacsony költségű, hatékony technológia mindennapossá váljon a világ villamosenergia-hálózataiban.