تكنلوجيا > علماء أوروبيون ينجحون بابتكار حل ثوري قد يغير مستقبل الطاقة... بطارية الرمال
2022-08-02
نجح باحثون فنلنديون في تركيب أول بطارية رملية تعمل بكامل طاقتها، يمكنها تخزين الطاقة الخضراء لأشهر. مما يبشّر بإمكانية حل واحدة من أكبر مشاكل وتحديات الطاقة المتجددة وهي: ضمان استمرار الإمدادات طوال العام.
وتتركز آلية عمل الجهاز على استخدام رمال منخفضة الجودة يتم تسخينها بالكهرباء الرخيصة التي تنتجها الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. ويخزن الرمل الحرارة عند حوالي 500 درجة مئوية، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتدفئة المنازل في الشتاء عندما تكون الطاقة باهظة الثمن.
الجدير بالذكر أن فنلندا تستورد معظم الغاز الذي تستهلكه من روسيا، وقد كثفت الحرب في أوكرانيا الاهتمام ببدائل قابلة للتطبيق. وتمتلك الدولة أطول حدود مع روسيا مقارنة بأي دولة أوروبية أخرى. وقد علقت موسكو مؤخرًا توريد الغاز والكهرباء إلى الدولة الاسكندنافية بسبب طلبها الانضمام إلى حلف الناتو.
الحاجة أم الاختراع... نظام ثوري جديد:
بدأ الساسة والمواطنون في فنلندا بالشعور بالقلق إزاء النقص المحتمل في الطاقة، خاصة خلال فصل الشتاء الطويل في ظل الحرمان الروسي. لكن في غرب البلاد، بدأت محطة طاقة صغيرة في استخدام نظام جديد يمكن أن يساعد في التخفيف من هذا القلق.
العنصر الأساسي لهذه التكنولوجيا، هو حوالي 100 طن من نوع الرمل المستخدم في البناء، مكدسة في صومعة. إذ يمكن أن تكون حبيبات الرمل الخشنة هذه طريقة بسيطة ورخيصة لتخزين الطاقة عند الحاجة إليها بشدة.
وبينما يمكن إضافة المزيد من الألواح الشمسية أو أبراج الرياح بسرعة إلى شبكات الطاقة، فإن مصادر الطاقة هذه تشكل أيضًا تحديات كبيرة. وتتمثل المشكلة الأكبر في التقطع، بمعنى آخر، كيفية إبقاء الأضواء مضاءة عندما لا تشرق الشمس أو لا توجد رياح كافية.
يتطلب توصيل المزيد من الموارد المتجددة أيضًا إضافة مصادر طاقة أخرى لتحقيق التوازن في الشبكة الكهربائية، نظرًا لأن الطاقة القليلة جدًا أو الكثيرة جدًا يمكن أن تتسبب في انهيارها.
وسيكون الجواب الأكثر وضوحًا هو استخدام بطاريات كبيرة الحجم تخزن وتوازن الطاقة عندما تحتاج الشبكة إلى ذلك. لكن معظم البطاريات اليوم مصنوعة من الليثيوم، وتشغل مساحة كبيرة، وهي باهظة الثمن ولا يمكنها التعامل إلا مع كمية محدودة من الطاقة الإضافية.
من هنا جاء الاهتمام بحلول مثل تلك الموجودة في كانكانبا Kankaanpää، وهي مدينة أكمل فيها فريق من المهندسين الفنلنديين الشباب تركيب أول نظام تجاري ببطارية رملية.
في هذا الصدد يقول أحد مؤسسي شركة Polar Night Energy، التي طورت بطارية الرمال: "عندما تكون هناك زيادة كبيرة في الكهرباء الخضراء، فإننا نتطلع إلى تخزينها بسرعة كبيرة"، وفق ما نقلته BBC.
تستخدم الكهرباء منخفضة التكلفة لتسخين الرمال لدرجة حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية بواسطة المقاومة (نفس العملية المستخدمة في السخانات الكهربائية). وتتم إعادة تدوير تيار الهواء الساخن في الرمال، مما يفقده الحرارة ببطء شديد وهي وسيلة فعالة جدًا لتخزينها.
يدعي المهندسون أن البطارية الرملية يمكنها الاحتفاظ بالرمال عند حوالي 500 درجة مئوية لأشهر.
وعندما ترتفع أسعار الطاقة، يمكن للبطارية إطلاق هواء عالي الحرارة لتسخين المياه في نظام تدفئة المنطقة، والذي بدوره يعمل على تدفئة المنازل والمكاتب وحتى حمام السباحة المحلي.
