استفاده از باتری شنی جدیدترین روش برای ذخیره انرژیهای تجدیدپذیر
پژوهشگران فنلاندی یک «باتری شنی» را راهاندازی کردهاند که به خوبی کار میکند و به این ترتیب امکان آن را میدهد تا انرژی پاک را برای چند ماه ذخیره کرد.
استفاده از باتری شنی جدیدترین روش برای ذخیره انرژیهای تجدیدپذیر
پژوهشگران فنلاندی یک «باتری شنی» را راهاندازی کردهاند که به خوبی کار میکند و به این ترتیب امکان آن را میدهد تا انرژی پاک را برای چند ماه ذخیره کرد.
یکی از مشکلات اصلی تولید انرژی پاک از منابع تجدیدپذیر مانند نور خورشید و باد این است که این منابع همیشه آماده استفاده نیستند و نمیتوان انرژی تولیدی در زمان دسترسی زیاد به آنها را برای استفاده در زمانهای دیگر ذخیره کرد.
روش ابداعی پژوهشگران فنلاندی شامل استفاده از ماسه معمولی است که با گرمای تولید شده از برق ارزان خورشیدی یا بادی شارژ میشود.
شن و ماسه گرمای حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد را ذخیره میکند تا در زمستان که تولید انرژی گرانتر و مصرف آن بیشتر است برای گرم کردن خانهها مورد استفاده قرار گیرد.
عنصر اصلی در دستگاه جدید حدود ۱۰۰ تن شن و ماسه ساختمانی است که در داخل یک سیلو به رنگ خاکستری انباشته شده است.
این توده دانههای شن و ماسه میتواند نشاندهنده راهی ساده و مقرون به صرفه برای ذخیره انرژی و استفاده از آن در زمانی باشد که بیشتر مورد نیاز است.
اما در حالیکه پانلهای خورشیدی و توربینهای بادی جدید را میتوان به سرعت به شبکههای توزیع برق اضافه کرد، استفاده از این منابع چالشهای جدیدی را در پی دارد.
مهمترین چالش این است که وقتی خورشید نمیدرخشد و باد نمیوزد چراغها را چگونه میتوان روشن نگه داشت؟
تا کنون رایجترین شیوه برای ذخیره برق نصب باتریهای بزرگ بوده که در زمان وفور انرژی شارژ شده و هنگام نیاز به برق، تخلیه میشود.
اما در حال حاضر، بیشتر این باتریها از فلز لیتیوم ساخته میشود که هم تولید آنها نیاز به انرژی زیاد دارد و هم بسیار گران هستند و فقط توانایی ذخیره مقدار محدودی انرژی را دارند.
اما در شهر کانکانپا Kankaanpää، یک گروه از مهندسان جوان فنلاندی نصب تجاری اولین باطری شنی را تکمیل کردند. به گفته آنان، این شیوه میتواند مشکل ذخیره کردن انرژی را به روشی ساده و کم هزینه حل کند.
مارکو یلونن، یکی از دو بنیانگذار شرکت انرژی شب قطبی که مبتکر این شیوه است میگوید: «هر زمان که تولید زیاد الکتریسیته پاک در دسترس باشد آن را میتوانیم برای بعد ذخیره کنیم.»
دستگاه ابتکاری این شرکت در نیروگاه واتاجانکوسکی نصب شده که مسئول شبکه گرمایش منطقه است.
در این روش، برق ارزان قیمت تولیدی از منابع تجدیدپذیر برای گرم کردن شن تا ۵٠٠ درجه به کار میرود. این گرمایش نتیجه مقاومت شن در برابر برق است، یعنی همان نوع مقاومتی که در فلز مورد استفاده در بخاریها وجود دارد.
شن و ماسه مواد موثری برای ذخیره گرماست و در طول زمان، بخش کمی از این گرما را از دست میدهد. ابداع کنندگان دستگاه جدید میگویند که میتوان گرمای تا ۵٠٠ درجه سانتیگراد را برای چند ماه در شن و ماسه ذخیره کرد و وقتی که مقدار برق کمتر و بهای آن بالاتر است، آن را برای گرم کردن آب و انتقال آب گرم جهت گرمایش ساختمانهای مسکونی و اداری یا حتی استخرهای محلی به کار برد.
الینا سپانن، کارشناس انرژی و آلودگی آب و هوا در شورای این شهر گفته است: «اگر ما نیروگاههایی داشته باشیم که در طول زمستان تنها برای مدتی کوتاه قادر به تولید برق است، هنگامی که با بالاترین میزان مصرف و بهای برق مواجه هستیم، کمترین تولید از انرژی تجدیدپذیر را داریم؛ اما اگر راهی انعطافپذیر برای ذخیره گرما در دسترس باشد، هم از نظر آلودگی محیط زیست و هم هزینه انرژی بسیار مفید خواهد بود.»
یکی از چالشهای بزرگ در حال حاضر این است که آیا این فناوری میتواند واقعا تحولی ایجاد کند و آیا میتوان از این شیوه برای تامین برق و گرمای مورد نیاز استفاده کرد؟
به گفته کارشناسان، تولید مجدد برق از گرمای ذخیره شده در شن و ماسه کارآیی چندانی ندارد اما این روش برای ذخیره گرما برای مدتی طولانی کاملا موثر است و به جای سوزاندن سوخت فسیلی، میتوان از این گرما برای رفع نیاز خانگی و همچنین صنایع مختلف استفاده کرد.
گروههای پژوهشی دیگری از جمله آزمایشگاه ملی انرژیهای تجدیدپذیر در ایالات متحده پیگیر تحقیقات در استفاده از شن و ماسه به عنوان باتری ذخیره انرژی بودهاند اما فنلاندی ها اولین کسانی هستند که یک شیوه کارآمد و از لحاظ تجاری توجیهپذیر را ابداع کردهاند.
______________________________
گردآوري و تدوين توسط :
كميته صنعت ، معدن و تجارت
كانون مهندسين فارغ التحصيل دانشكده فني دانشگاه تهران
ارديبهشت ١٤٠٣