风能和太阳能都是间歇性的,所产生的能源并不是按需的,因此这些绿色能源转型将需要大量的能量存储。目前已经探索出多种方式,从传统基于锂的“超大号”电池,到液流电池、硅相变电池、熔盐电池、铁空气电池、重力电池、二氧化碳膨胀电池和像浮力电池这样的创新方案。
每种电池方案都有各自的优点和缺点,在效率、尺寸、位置、安装成本、运营成本、输入和输出额定功率、寿命以及可以储存能量的时间方面都不相同。而来自芬兰的 Polar Night Energy 能源公司表示,它刚刚在距离赫尔辛基几个小时车程的 Vatajankoski 的场地开设了第一个商用沙电池。
这是一个热能储存系统,有效地围绕一个大的绝缘钢罐建造——大约 4 米(13.1 英尺)宽和 7 米(23 英尺)高——装满了普通的旧沙子。当沙子被加热时,使用埋在沙子中间的简单热交换器,该设备能够存储令人印象深刻的 8 兆瓦时的能量,额定功率为 100 千瓦,沙子被加热到周围的某个地方500-600 摄氏度(932-1112°F)。
当需要时,能量会以同样的方式再次作为热量提取。 Vatajankowski 正在使用这种储存的热量,连同来自其自己的数据服务器的多余热量,为当地的区域供热系统提供能源,该系统使用管道水在该地区周围传输热量。然后,它可以用于加热建筑物、游泳池、工业过程或任何其他需要热量的情况。
在接受 Disruptive Investing 采访的时候,Polar Night 首席技术官 Markku Ylönen 说:“将电能转化为热能真的很容易。但是从热能回到电力,这就是你需要涡轮机和更复杂的东西的地方。只要我们只是将热量用作热量,它就非常简单”。该公司声称效率系数高达 99%,能够以最小的损失连续数月储存热量,并且使用寿命长达数十年。
沙子没有什么特别之处——该公司说它只需要干燥并且没有可燃碎片。事实上,该公司将其视为一种超低成本甚至零成本的存储介质。整个事情是如此简单和便宜,以至于 Polar Night Energy 声称设置成本低于每千瓦时 10 欧元(10.27 美元),并且它以全自动方式运行,不使用任何耗材,成本也最低。
该公司表示,它还将扩大规模,安装约 20 吉瓦时的储能装置,产生数百兆瓦的标称功率,在某些设计中,沙子的加热温度高达 1,000°C (1,832°F)。如果形状合适,可以用废弃的矿井建造大型地下存储设施。不需要高压容器,所涉及的最大成本通常是管道工程。
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