Mladá finská společnost Polar Night Energy způsobila v roce 2022 značný rozruch. Inženýři a zakladatelé společnosti Tommi Eronen a Markku Ylönen chtěli vyvinout baterii s poměrně jednoduchým vnitřním uspořádáním už dávno: systém pro ukládání energie nevyžaduje vzácné zeminy ani jemně vyladěné směsi elektrolytů – místo toho se skládá převážně z písku.
V roce 2022 se oběma vynálezcům a jejich týmu podařilo tento nápad poprvé úspěšně realizovat: start-up z Tampere postavil první komerčně využívanou pískovou baterii ve městě Kankaanpää. Uvnitř válcovitého ocelového kontejneru o výšce přibližně sedm metrů a průměru čtyři metry se pomocí odporového topidla zahřívá 100 tun písku na teplotu přes 500 stupňů Celsia. "Písková baterie je vyhřívána pomocí levné větrné a solární energie. Její tepelný výkon postačuje k vytápění přibližně 150 rodinných domů," vysvětluje Liisa Naskali, projektová manažerka Polar Night Energy.
Písková baterie dokáže uchovávat teplo po celé měsíce
Zdroj: Polar Night Energy
Písková baterie má při této velikosti úložnou kapacitu 8 MWh. Jejím hlavním úkolem je skladovat přebytečnou větrnou a solární energii, ale také se podílet na vyrovnávání spotřeby v době špiček, vysvětluje společnost na svých internetových stránkách. Jako akumulační médium slouží 100 tun písku pocházejícího z okolního regionu. Materiál je pro tento účel obzvláště vhodný díky své tepelné setrvačnosti: po zahřátí písku na požadovanou teplotu ji lze udržovat po celé měsíce s malým množstvím dodatečné energie.
Skladovací jednotkou pískové baterie je v podstatě izolované silo, jehož teplo se přivádí nebo odvádí pomocí potrubí, v němž cirkuluje vzduch v uzavřeném okruhu. Vzduch se ohřívá odporovými ohřívači a proudění vzduchu se reguluje průmyslovými ventilátory a klapkami. Při vybíjení/ochlazování baterie je vzduch veden přes výměník tepla. Výsledkem je horká voda, pára nebo vzduch o teplotě až 400 stupňů Celsia, což by podle společnosti mohlo pokrýt i 36 % potřeby tepla pro průmyslové procesy. Teplo uvnitř sila není na vnějších stěnách patrné.
Zdroj: Polar Night Energy
Písková baterie v Kankaanpää funguje společně s datovým centrem, jehož odpadní teplo ohřívá vodu pro dálkové vytápění. Samotné datové centrum nemůže zajistit požadované teploty, proto teplotu vody na požadované hodnoty zvyšuje písková baterie. V této poměrně malém pilotním zařízení o výkonu jednoho megawattu dosahuje systém účinnosti 60 až 70 procent, vypočítala společnost – účinnost se však zvyšuje s velikostí pískového zásobníku. Přibližná účinnost pro 2MW pískovou baterii by měla být 85 procent, pro 10MW pískovou baterii dokonce 90 procent. Polar Night používá pro baterii písek nejnižší kvality, který se ve stavebnictví ani nepoužívá.
Přebytky ze staveb krbů: mastek lze použít i jako skladovací médium
Koncem roku 2024 byla zahájena výstavba další pískové baterie pro obec Pornainen nacházející se na jihu Finska. Úložným médiem je zde drcený mastek (mýdlový kámen), vedlejší produkt výroby krbů místní firmy Tulikivi. K naplnění zásobníku bylo použito celkem přibližně 2 000 tun tohoto média. Mýdlový kámen je tradiční finská surovina, která se nachází a těží v regionech Severní Karélie a Kainuu. Na podzim loňského roku dovezlo potřebný materiál (drcený mastek) 40 nákladních automobilů. "Proces plnění proběhl ještě lépe, než se očekávalo, a všechny práce se dokončily včas. Zavedli jsme několik unikátních řešení, abychom se přizpůsobili vlastnostem materiálu." uvedl CEO Tommi Eronen v tiskové zprávě.
Mohlo by vás zajímat
Polar Night chce nyní vyzkoušet, zda písková baterie zvládne také dodávat elektřinu
V současné době Polar Night Energy hledá místo pro další pilotní zařízení: tentokrát je cílem otestovat schopnost „power-to-heat“ pískové baterie, tj. možnost přeměňovat uloženou tepelnou energii zpět na elektřinu. Zahájení výstavby je naplánováno na léto 2025.
Součástí vývoje je i výstavba malého pilotního zařízení, které má posoudit účinnost přeměny tepla zpět na elektřinu. Testy by měly trvat do konce roku 2026, předpokládá firma. "Hledáme partnera a místo pro pilotní závod, ideálně poblíž finského Tampere. Partner bude na oplátku těžit z tepelné energie vyrobené v pilotní elektrárně," říká specialista Veli-Matti Pietarinen z Polar Night Energy.
Nový pilotní zásobník bude dlouhý přibližně 30 metrů, široký 8 až 10 metrů a vysoký 3 metry. Může být instalován venku nebo ve velkém vnitřním prostoru, například v tovární budově. K provozu pilotního projektu je také potřeba alespoň jedna přípojka středního napětí. "Tento pilotní projekt je velkou příležitostí jak pro nás, tak pro celý energetický sektor. Pokud bude tato technologie úspěšná, má obrovský potenciál snížit emise i náklady a zvýšit spolehlivost obnovitelné energie," pokračuje Pietarinen. Cílem firmy je na základě výsledků pilotního projektu začít dodávat pískové baterie/elektrárny v komerčním měřítku.
Zdroj: Polar Night Energy
