باتری‌های عظیم شنی بهترین جایگزین باتری‌های لیتیومی 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از یورو نیوز، واحد ذخیره سازی در مقیاس صنعتی در پورناینن واقع در جنوب فنلاند، بزرگترین باتری شنی جهان خواهد بود که ظرف یک سال آینده به بهره برداری می‌رسد.

این باتری شنی که قابلیت ذخیره ۱۰۰ مگاوات ساعت انرژی حرارتی از منابع خورشیدی و بادی را دارد، ساکنان این شهر را قادر می‌سازد نفت را از شبکه گرمایش شهری خود حذف کرده و ۷۰ درصد انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش دهند.

شرکت دانش بنیان «پولار نایت انرژی» «Polar Night Energy» این فناوری را ابداع کرده است.

باتری شنی یک مگاواتی جدید، یک پیش‌ساز دارد. در می ۲۰۲۲، شرکت پولار نایت انرژی طرح کوچکتری از این باتری را برای نیروگاهی در شهر کَنکانپا طراحی کرد.

این پروژه درست زمانی که روسیه عرضه گاز خود را در واکنش به پیوستن فنلاند به ناتو قطع کرد، آغاز و نمونه‌ای شد از چگونگی بهره برداری از انرژی‌های تجدیدپذیر به روشی جدید.

مهمترین نکته در استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر، یافتن راهی برای ذخیره سازی آنهاست. باتری‌های لیتیومی برای کاربرد‌های خاص به خوبی کار می‌کنند، اما جدا از مسائل زیست محیطی و هزینه شان، نمی‌توانند مقدار زیادی انرژی را به خود جذب کنند.

این پژوهشگران جوان در جستجوی راهی مقرون به صرفه برای ذخیره سازی برق فراوان خورشیدی و بادی دریافتند، به نظر می‌رسد دانه‌های شن در مورد ذخیره انرژی به طرز شگفت آوری جادار هستند. 

شن و ماسه داخل محفظه مخصوص نیروگاه واتایانکوسکی در کنکانپا می‌تواند گرما را در حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد برای چندین ماه ذخیره کند.

باتری شنی در پورناینن حدود ۱۰ برابر بزرگتر از باتری است که در حال حاضر در نیروگاه واتایانکوسکی در کنکانپا کار می‌کند. این استارت آپ پیش از این یک کارخانه آزمایشی را به شبکه گرمایش منطقه‌ای شهر تامپره متصل کرده بود.

پولار نایت انرژی در مورد نمونه اولیه خود گفت: این یک ساختار کاملا ساده برای شروع است. یک برج بلند با شن و ماسه کم درجه و معمولی، پُر و با گرمای ناشی از برق اضافی خورشیدی و باد شارژ می‌شود.

این سیستم با فرآیندی به نام گرمایش مقاومتی کار می‌کند، که در آن گرما از طریق اصطکاک ایجاد شده ناشی از عبور جریان الکتریکی از هر ماده غیر ابررسانا تولید می‌شود. سپس هوای گرم از طریق مبدل حرارتی در این محفظه به گردش در می‌آید.

محققان از مدل سازی انتقال حرارت «بسیار پیچیده» در داخل سیستم لوله کشی برای ذخیره و آزادسازی انرژی استفاده می‌کنند.

ماسه می‌تواند گرما را در حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد برای چند روز تا حتی ماه‌ها ذخیره کرده و ذخیره ارزشمند انرژی ارزان تری را در طول زمستان فراهم کند. در صورت نیاز، باتری هوای گرم را به صورت گرم کردن آب در شبکه گرمایش منطقه‌ای تخلیه می‌کند. مثلا خانه ها، ادارات و حتی استخر‌های محلی همگی درکانکانپا از این سیستم سود می‌برند.

این شرکت دانش بنیان با اصلاح الگوریتم‌های شارژ خود، آماده است فناوری ذخیره سازی را در پورناینن افزایش دهد.

پیش بینی می‌شود باتری شنی ۱۶۰ تن گاز‌های گلخانه‌ای معادل دی اکسید کربن را در سال کاهش دهد. همچنین تخمین زده می‌شود علاوه بر حذف نفت از شهر، سوزاندن خرده چوب نیز تا ۶۰ درصد کاهش یابد.

بنا بر اعلام پولار نایت انرژی، ذخیره انرژی حرارتی باتری تقریبا برابر با یک ماه تقاضای گرما در تابستان و یک هفته تقاضا در زمستان در پورناینن است.
گفته می‌شود ساخت و آزمایش باتری ۱۳ متر ارتفاع و ۱۵ متر عرض حدود ۱۳ ماه طول بکشد، و این یعنی ساکنان این شهر تا قبل از زمستان ۲۰۲۵ از آن بهره‌مند خواهند شد.