Az időjárásfüggő áramtermelés felfutásával párhuzamosan megnőtt az igény olyan energiatárolási megoldásokra, amelyek segítenek kisimítani azok hektikus termelését. A villamos energiát tárolhatjuk vegyi energia (hagyományos akkumulátor, elem), helyzeti energia (szivattyústározós erőmű) vagy hőenergia formájában. Utóbbival egyre több helyen kísérleteznek. Egy finn kisvárosban például hamarosan beüzemelik a világ első ipari méretű hőakkumulátorát egy innovatív fejlesztőcég és a helyi távfűtőművek együttműködésének köszönhetően.
A Polar Night Energy finn startup együttműködik a Loviisan Lämpö nevű távfűtési vállalattal, hogy egy ipari méretű hőenergia-tároló rendszert építsenek Dél-Finnországban, Pornainen településén. Az 1 MW-os teljesítményű, homokot és szappankövet használó akkumulátor képes lesz akár 100 MWh hőenergiát tárolni, ami közel egy hónapnyi melegvízigényt képes kielégíteni nyáron, és egy heti távfűtési igényt télen Pornainen városkában.
Mi lesz a hő forrása?
A homokakkumulátor a napelemek és szélerőművek által termelt, aktuálisan éppen felesleges áramot tárolja el hő formájában. A rendszert kulcsrakész projekt formájában szállítják, beleértve a tesztelést is. A tárolót beillesztik a helyi távfűtési hálózatba. Az elektromos hálózatról történő töltést a Polar Night Energy által kifejlesztett töltési algoritmusokkal végzik, amelyek minimalizálják a töltéshez felhasznált elektromos energia költségeit, miközben kielégítik a távfűtési hálózat igényeit. A hőtároló körülbelül hetven százalékkal csökkenti majd Pornainen távfűtési hálózatának éves szén-dioxid-kibocsátását. Az akkumulátorban a homok mellett használt szappankövet, amely jobban vezeti a hőt, mint a hagyományos homok, egy helyi kandallógyártó cég állítja elő, méghozzá melléktermékként.
Az eltárolt energiát egyébként nem csupán a távfűtéshez, hanem forró gőz és magas hőmérsékletű folyamathő biztosításához is felhasználhatják a gyakran fosszilis tüzelőanyagoktól függő, energiaintenzív iparágak számára.
Így működik
Amikor rendelkezésre áll a felesleges villamos energia, a homokakkumulátort egy hőcserélőn keresztül felfűtik. A társaság honlapján szereplő adatok alapján akár ezer Celsius-fokos homokhőmérsékletet is el tudnak érni. Ezt állítják azután szükség esetén a távfűtés szolgálatába, jelentősen csökkentve a fosszilis tüzelőanyagok használatát, egyúttal hozzájárulva a megújuló energiaforrások további elterjedéséhez.
Így működik a hőtárolás homok közegben
A hőtároló egy szigetelt, acélházból készült siló, amely a homokkal és hőátadó csövekkel van feltöltve. Emellett szükség van a tárolón kívüli berendezésekre, például automatizálási alkatrészekre, szelepekre, ventilátorra, hőcserélőre vagy gőzfejlesztőre.
Címkép: a homokakkumulátor külső méretei elképzelhetőek a mellettük álló emberekkel arányosítva
Máshol is használják a technológiát
Nem Finnország az egyetlen hely a világon, ahol nagy méretekben foglalkoznak hőenergia tárolásával. A Villanyautósok.hu szaklap össze is szedte, hol mindenütt. Mint írják, egy Kraftblock nevű német startup az acélipar melléktermékét, a kohósalakot felhasználva fejleszt ipari méretű hőtárolókat. Az izraeli székhelyű, és a tőzsdén is jegyzett Brenmiller pedig a hazai és az európai projektjei után az Egyesült Államokban is beüzemelte az első berendezését. A vállalat hőtároló közegként egyszerű kőzúzalékot használ a moduljaiban, amelyekből azután összeállítja a kívánt méretű tárolórendszert. Egy berendezés akár 100 MW-tal is „tölthető”, és 10-1000 MWh hőenergiát képes tárolni, az energiasűrűsége pedig 330 kWh/m3. A kőzúzalék 650 °C-ig hevíthető, és a kitárolás során 530 °C-os gőzt is képes biztosítani. A gőz egy erre alkalmas generátor révén akár még áramfejlesztésre is felhasználható, de egy ilyen ciklus hatásfoka viszonylag alacsony lenne.
Hozzáteszik ugyanakkor, hogy a technológia egyik első felhasználója az Enel olasz energiavállalat volt, amely az egyik kombinált ciklusú gázerőművéhez társított egy 24 MWh-s hőtárolót. A kísérleti projekt során a puffert a turbina veszteséghőjével töltik fel, a tároló maga pedig rugalmasabb működést tesz lehetővé az erőmű számára.
