Internetul este plin de ceea ce este numit o „baterie de nisip”. În postarea noastră anterioară despre asta, eram sceptic. Părea o formă de stocare sezonieră a energiei termice (STES), o tehnologie folosită de decenii, și cam așa au descris-o și designerii finlandezi pe site-ul lor. Termenul „baterie de nisip” pare să fi venit de la reporterul BBC Matt McGrath, o formulă ingenioasă care a făcut să sune diferit și nou. Și este diferit și nou, dar nu în felul în care vorbesc toți despre asta.
Am trimis câteva întrebări designerilor și nu ne-au răspuns la momentul redactării postării, dar Markku Ylönen, Chief Technology Officer la Polar Night Energy, și-a cerut scuze, menționând că sunt „zile nebune” pentru ei. El îi spune PlanetaNoastra:
Dar, strict vorbind, orice dispozitiv care stochează energia produsă la un moment dat pentru a fi utilizată altădată poate fi descris ca o baterie. Deseori numesc designurile clădirilor Passivhaus „baterii termice” pentru că asta pot face; în loc să învelească nisipul în izolație, așa cum face Polar Night Energy, ele învelesc aerul. Am descris, de asemenea, cum o casă eficientă energetic poate deveni o mare baterie alimentată de vânt, unde inginerul Es Tressider a propus mărirea căldurii atunci când bate vântul. Și, de fapt, chiar și o baterie plumb-acid sau litiu-ion nu stochează electricitate: stochează energie chimică ce poate fi convertită în energie electrică. Deci, nu este o exagerare serioasă să o numim o formă de baterie.
Cea mai mare diferență față de sistemul Polar Night Energy este temperatura extrem de înaltă la care stochează energia termică—până la 1.000 de grade Celsius (1.832 de grade Fahrenheit), ceea ce este de peste 10 ori mai mare decât temperatura la care funcționează majoritatea sistemelor STES. Există motive întemeiate pentru care acest lucru nu se face de obicei, principalul fiind: De unde obții căldura?
Hydrosolar, o companie din Quebec care a lucrat cu STES. Ian Shulman, managerul de vânzări tehnice al Hydrosolar, îi spune PlanetaNoastra:
Acesta este esențialul. Ridicarea temperaturii la o mie de grade nu este doar contraintuitivă, ci contravine și principiilor de bază ale maximizării exergei—„capacitatea energiei de a produce lucru util”. Ei „gătesc” nisipul la temperaturi înalte, care ajunge apoi într-un sistem de încălzire centralizată la o zecime din temperatură, folosind surse cu exerge înaltă pentru utilizări cu exerge scăzută; este ceea ce inginerul Robert Bean a numit „încălzirea mâinilor cu un aruncător de flăcări”. Singurul motiv pentru care are vreun sens sau cineva ar face asta de fapt este că sursa de energie de înaltă calitate este practic gratuită—este surplusul de electricitate din energia solară colectată vara.
Ylönen înțelege clar aspectul exergei și speră să folosească căldura de calitate superioară a sistemului în alte moduri: „Cu temperatura înaltă vine o versatilitate ridicată: dorim să oferim căldură industriilor, producând, de exemplu, abur la 200 de grade C, sau chiar să producem căldură de proces la aproximativ 400 de grade C. Aceste procese sunt alimentate în mare parte cu gaz și cărbune.”
Datorită acelei exerge înalte, ar putea de fapt să o folosească pentru a genera electricitate, transformând-o într-o adevărată baterie, deși nu foarte eficient. Ylönen spune că analizează această posibilitate.
„Temperatura înaltă a stocării noastre ar permite o eficiență rezonabilă pentru generarea de electricitate, dar este în continuare o provocare economică, deoarece eficiența ar fi de ordinul 20%”, spune Ylönen. „De fapt, am studiat acest lucru destul de aprofundat, dar deocamdată avem destule de făcut pe partea de căldură. Generarea de electricitate din căldură ar fi simplă, doar adăugând un ORC [Ciclu Organic Rankine] sau o turbină cu abur, sau chiar o turbină pe gaz (poate și Stirling, dar nu văd prea multe disponibile comercial încă).”
Așa cum știm de la Esop, este înțelept să iei soarele verii și să-l păstrezi pentru iarnă. Există multe moduri de a face asta, dar Ylönen, Tommi Eronen și echipa lor au descoperit o variantă interesantă.
În cele din urmă, este de fapt un fel de baterie și mult mai mult decât stocarea sezonieră a energiei termice așa cum o știm. Și, deși eram blazat și sceptic înainte, cu siguranță devin mai entuziasmat, deoarece nu stochează doar energia, ci și exergeia pe care o obții atunci când ai multă electricitate gratuită disponibilă vara. Esop ar aproba.
