Ezilmiş sabuntaşı kullanarak rüzgar ve güneş enerjisini depolayan büyük kum pili
Ezilmiş sabuntaşı kullanarak rüzgar ve güneş enerjisini depolayan büyük kum pili
Ezilmiş sabuntaşı kullanarak rüzgar ve güneş enerjisini depolayan büyük kum pili
Pil, kışın bir haftalık ısı talebini depolayabilecek; nasıl çalışıyor?
Bir Finlandiya kasabasının karbon emisyonlarını azaltmak için devasa bir kum bataryası kuruldu.
Finlandiya'nın güneyindeki Pornainen'deki endüstriyel ölçekli depolama birimi, bir yıl içinde devreye girdiğinde dünyanın en büyük kum bataryası olacak.
Güneş ve rüzgar kaynaklarından 100 MWh termal enerji depolayabilecek kapasiteye sahip bu tesis , sakinlerin bölgesel ısıtma ağlarındaki yağı ortadan kaldırmasına olanak tanıyacak ve emisyonların yaklaşık yüzde 70 oranında azaltılmasına yardımcı olacak.
Yeniliğin arkasındaki şirket olan Polar Night Energy COO'su Liisa Naskali, "Pornainen'in bölgesel ısıtma ağında ana üretim tesisi olarak da görev yapacak olan büyük ölçekli bir termal enerji deposu inşa etmek heyecan verici" diyor.
"Bu, kum bataryası teknolojisinin ölçeğinin büyütülmesinde önemli bir adımdır."
Finlandiya'da kum pilleri büyüyor
Yeni 1 MW'lık kum bataryasının bir öncüsü var. Mayıs 2022'de Polar Night Energy, Kankaanpää kasabasındaki bir elektrik santraline daha küçük bir tasarım yerleştirdi.
Finlandiya'nın NATO'ya katılmasına misilleme olarak Rusya'nın gaz arzını kesmesiyle birlikte başlatılan proje, yenilenebilir enerjiden nasıl yeni bir şekilde yararlanılabileceğinin zamanında bir örneğiydi.
Euronews Green daha önce teknolojiyi tasarlayan genç Finlandiyalı kurucular Tommi Eronen ve Markku Ylönen ile konuşmuştu.
"Eğer kendimiz için bir topluluk tasarlama özgürlüğüne sahip olsaydık, bu kadar kapalı bir ortamda enerji sorununu nasıl çözebileceğimizi konuşuyorduk?" Markku, 2018'deki Polar Night Energy'nin ardındaki ilhamdan bahsetti.
"Eğer enerjiyi mümkün olduğu kadar temiz bir şekilde üretmeye çalışıyorsanız, oldukça hızlı bir şekilde, özellikle burada kuzeyde, enerji depolama sorunuyla karşılaşırsınız."
Arkadaşlar, güneş parladığında veya rüzgar yüksek hızda estiğinde üretilen bol elektriği depolamanın uygun fiyatlı bir yolu olarak kuma inerek fikirler üzerinde oynamaya başladı.
Enerji depolama söz konusu olduğunda kum tanelerinin şaşırtıcı derecede geniş olduğu ortaya çıktı.
Bu değişken yenilenebilir kaynakları depolamanın bir yolunu bulmak, onların tüm potansiyelini ortaya çıkarmanın en önemli noktasıdır. Lityum piller belirli uygulamalar için iyi çalışıyor, diye açıklıyor Markku, ancak çevre sorunları ve giderleri bir yana , çok büyük miktarda enerji alamazlar.
Enerji depolama söz konusu olduğunda kum tanelerinin şaşırtıcı derecede geniş olduğu ortaya çıktı.
Pornainen'deki kum bataryası, Kankaanpää'daki Vatajankoski enerji santralinde halen faaliyette olan bataryadan yaklaşık 10 kat daha büyük olacak. Start-up ayrıca daha önce bir pilot tesisi Tampere şehrinin bölgesel ısıtma ağına bağlamıştı.
Peki kum pilleri tam olarak nasıl çalışıyor?
Polar Night Energy prototipi için başlangıçta oldukça basit bir yapı olduğunu söyledi. Uzun bir kule düşük dereceli kumla dolduruluyor ve fazla güneş ve rüzgar elektriğinden gelen ısıyla dolduruluyor .
Bu, dirençli ısıtma adı verilen bir işlemle çalışır; bu işlemde, süper iletken olmayan herhangi bir malzemeden elektrik akımı geçtiğinde oluşan sürtünme yoluyla ısı üretilir. Daha sonra sıcak hava bir ısı eşanjörü aracılığıyla kap içinde dolaştırılır.
Kum, ısıyı birkaç günden hatta aylara kadar yaklaşık 500C'de depolayabilir ve kış aylarında daha ucuz bir enerji deposu sağlar. İhtiyaç duyulduğunda akü, bölgesel ısıtma şebekesindeki sıcak hava - ısıtma suyunu tahliye eder. Örneğin Kankaanpää'da evler, ofisler ve hatta yerel yüzme havuzunun tümü faydalanıyor.
Markku depoyla ilgili olarak "Orada gerçekten gösterişli hiçbir şey yok" diyor. “Karmaşık kısım bilgisayarda oluyor; enerjinin veya ısının depo içinde nasıl hareket ettiğini bilmemiz gerekiyor, böylece ne kadar kullanılabilir olduğunu ve hangi hızda boşaltıp şarj edebileceğimizi her zaman bilebiliriz.”
Kum bataryası Pornainen sakinlerine nasıl hizmet edecek?
Şarj algoritmalarını iyileştiren Polar Night Energy, artık Pornainen'deki depolama teknolojisini büyütmeye hazır.
Tamamlandığında yeni batarya, bölgede bölgesel ısıtma sağlayan Finlandiyalı ısıtma şirketi Loviisan Lämpö'nün ağına entegre edilecek.
CEO Mikko Paajanen, "Loviisan Lämpö daha çevre dostu enerji üretimine doğru ilerliyor. Kum Bataryası ile yanma sonucu üretilen enerjiyi önemli ölçüde azaltabilir ve petrol kullanımını tamamen ortadan kaldırabiliriz" diyor.
Proje aynı zamanda Pornainen'in karbon nötrlüğü planlarıyla da uyumlu . Kapsamlı okul, belediye binası ve kütüphane de dahil olmak üzere binalarının çoğu, bölgesel ısıtmaya dayanıyor.
Pornainen Belediye Başkanı Antti Kuusela, belediyenin "bölgesel ısıtma operasyonlarında emisyonları azaltan ve ağ genişlemesine katkıda bulunan tüm yenilikçi geliştirme projelerini memnuniyetle karşıladığını" söyledi.
Toplamda, kum bataryasının yılda 160 ton karbondioksit eşdeğeri emisyonu ortadan kaldırması bekleniyor. Bunun sonucunda kasabanın petrolden vazgeçmesinin yanı sıra ağaç talaşı yakımının da yüzde 60 oranında azalması bekleniyor.
Polar Night Energy, pilin termal enerji depolama kapasitesinin, Pornainen'de yazın neredeyse bir aylık, kışın ise bir haftalık ısı talebine eşit olduğunu söylüyor.
13 metre yüksekliğinde ve 15 metre genişliğindeki bataryanın inşası ve test edilmesinin yaklaşık 13 ay süreceği tahmin ediliyor, bu da bataryanın 2025 kışından önce sakinleri sıcak tutması gerektiği anlamına geliyor.
Kum sürdürülebilir bir malzeme midir?
Markku, "Dünyanın neredeyse her yerinden temin edilebilecek bir şey bulmak istedik" dedi. Peki kum sandığımız kadar her yerde mevcut mu?
Hollanda'da yakın zamanda yapılan bir araştırmaya göre, inşaat malzemesine olan talebin önümüzdeki 40 yıl içinde yüzde 45 oranında artması bekleniyor. İnşaat kumu genellikle nehirlerden ve göllerden çıkarılıyor ve ' kum korsanları ' bu ekosistemlerdeki kum kaybını hızlandırıyor.
Ancak Finlandiyalı mühendislere göre kumun nereden geldiği pek önemli değil. Başlangıçta inşaatçıların kumu kullanılmış olsa da (nakliye emisyonlarını sınırlamak için), kum pilleri belirli termodinamik parametreler dahilinde, yeterince yüksek yoğunluğa sahip kum benzeri herhangi bir malzemeyle çalışır.
Polar Night Energy, Pornainen'de ezilmiş sabuntaşında sürdürülebilir bir malzeme buldu; Finlandiyalı bir şirketin ısı tutan şömine üretiminin bir yan ürünü.
Naskali, "Tulikivi tanınmış ve geleneksel bir şirket" diyor. "Kullandıkları sabuntaşı oldukça Fin malı."
"Termal enerji depolama ortamını her zaman müşterinin ihtiyaçlarına göre seçiyoruz. Özellikler, maliyet etkinliği ve döngüsel ekonominin desteklenmesi açısından uygun malzemeleri kullanmak için farklı malzemeleri incelemek ve test etmek bizim için çok önemli " diye ekliyor.
Polar Night Energy'nin teknolojisini dünya çapında yaygınlaştırma konusunda büyük hedefleri var.
Markku'nun 2022'de bize söylediği gibi, "Mümkün olduğunca hızlı bir şekilde dünya çapında yüz kat daha büyük depolar inşa etmek istiyoruz."