Belangrijkste afhaalrestaurants
- Een Fins bedrijf heeft een zandbatterij geïnstalleerd in een stad in Finland.
- Energie wordt maandenlang opgeslagen als warmte in het zand, dat wordt gebruikt om water te verwarmen dat in de winter naar de bewoners wordt geleid.
- Met de toegenomen productie van hernieuwbare energie zijn goedkope opslagoplossingen de behoefte van het uur, stellen experts voor.
Er is meer bij groene energie dan alleen opwekking. Het vinden van efficiënte en milieuvriendelijke mechanismen om al die schone energie op te slaan is net zo belangrijk.
Zelfs terwijl onderzoekers bezig zijn om wolkenkrabbers in gigantische batterijen te veranderen, heeft Polar Night Energy (PNE) in Finland de eerste commerciële zandbatterij geïnstalleerd, die energie enkele maanden kan opslaan, om huizen in de winter te verwarmen wanneer de energiebehoefte stijgt.
“De productie van hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie is zeer volatiel en overlapt slechts gedeeltelijk met het verbruik in de tijd”, legt PNE uit op haar website. "Onze technologie biedt een manier om goedkope en schone overtollige elektriciteit te verfijnen tot waardevolle warmte op een betaalbare manier om te worden gebruikt wanneer dat het meest nodig is."
Down to Earth
Eenvoudig gezegd: een zandbatterij zet elektriciteit om in warmte, die hij vervolgens opslaat voor later gebruik. Zand is niet alleen een van de goedkoopste mediums om warmte op te slaan, het is ook zeer efficiënt en verliest in de loop van de tijd weinig.
In tegenstelling tot een lithium-ionbatterij, gebruikt een zandbatterij resistieve verwarming om de omgevingstemperatuur te verhogen, die vervolgens wordt overgebracht naar zand met behulp van een warmtewisselaar. Zand heeft een zeer hoge smelttemperatuur van honderden graden Fahrenheit. Belangrijk is dat zand maandenlang warmte-energie kan opslaan, waardoor zandbatterijen een levensvatbare oplossing voor langetermijnopslag zijn.
PNE heeft de eerste commerciële zandbatterij gebouwd in een klein energiebedrijf in de stad Kankaanpää in het westen van Finland. De batterij heeft de vorm van een silo die gevuld is met ongeveer 100 ton zand.
Momenteel voedt de batterij de centrale verwarming voor de wijk. Volgens PNE kan, indien nodig, de hete lucht in de batterij worden gebruikt om water te verwarmen, dat vervolgens naar kantoren en woningen in de buurt wordt gepompt.
De Finse zandbatterij heeft een verwarmingsvermogen van 100 kW en een totale opslagcapaciteit van 8 MWh. Volgens het bedrijf kost de batterij minder dan $ 10 per kilowattuur, en als hij eenmaal operationeel is, kan hij "tientallen jaren" meegaan.
… de economie hangt af van de systeemkapitaalkosten, waar thermische energieopslagtechnologieën veelbelovend zijn.
Daarnaast heeft PNE ook een kleinere operationele testpiloot van 3 MWh in Hiedanranta, Tampere, die is aangesloten op een lokaal stadsverwarmingsnet en warmte levert aan een aantal gebouwen. Het bedrijf gebruikte deze pilot om de zandbatterijoplossing te testen, valideren en optimaliseren. Het proefproject ha alt een deel van zijn energie uit een zonnepaneel van 100 vierkante meter en de rest van het traditionele elektriciteitsnet.
Lange termijn oplossing
Door de toegenomen inspanningen om de opwekking van hernieuwbare groene energie over de hele wereld te maximaliseren, zoeken onderzoekers naar innovatieve oplossingen om deze energie op te slaan voor later gebruik.
Terwijl traditionele chemische batterijen gemaakt met lithium en andere mineralen voor deze taak kunnen worden hergebruikt, zijn ze op de lange termijn niet duurzaam of kosteneffectief, wanneer een groot deel van de elektriciteit zal worden opgewekt uit hernieuwbare bronnen, stelt hij. PNE.
Naast PNE onderzoeken verschillende andere onderzoekers het gebruik van zandbatterijen als middel voor energieopslag. Het ENDURING-project van het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory (NREL) heeft met succes een prototype gemaakt van een oplossing voor thermische energieopslag die zand als opslagmedium gebruikt.
NREL-onderzoeker Patrick Davenport zei dat het ENDRING-project heeft geholpen om een duidelijk pad aan te tonen om de retourefficiëntie van 50% te overschrijden. Retourefficiëntie geeft het percentage elektriciteit aan dat wordt opgeslagen en later wordt teruggewonnen. Hoe hoger de retourefficiëntie, hoe minder energie er verloren gaat in het opslagproces.
Dit is belangrijk omdat zandbatterijen goed zijn voor het opslaan en afgeven van warmte, maar niet erg efficiënt zijn als het gaat om het terugleveren van stroom aan het elektriciteitsnet, merkt de BBC op over de Finse batterij.
In een e-mailuitwisseling met Lifewire beweerde Davenport dat hoewel de efficiëntie van zandbatterijen niet opgewassen is tegen moderne chemische batterijen, zoals lithium-ion, ze het verlies meer dan goedmaken door zeer schaalbaar en vanwege hun buitengewoon lage kapitaalkosten.
"Met het vooruitzicht van regelmatige lage elektriciteitskosten (soms gratis of zelfs betaald om te gebruiken), wordt de efficiëntie van de retour minder belangrijk", beweerde Davenport. "In plaats daarvan hangt de economie af van de systeemkapitaalkosten, waar thermische energieopslagtechnologieën veelbelovend zijn."
