Une petite municipalité du sud de la Finlande a récemment installé la plus grande « batterie de sable » du monde pour fournir le chauffage de la ville.
La nouvelle batterie de sable, conçue par Polar Night Energy, est effectivement un sable géant enfermé dans un récipient en acier d’environ 100 pieds par 40 pieds (30 par 12 mètres).
Le sable est chauffé à l’aide de tuyaux de transfert de chaleur en boucle fermée et cette chaleur est piégée par deux couches de sandwich en acier d’une couche d’isolation. L’énergie est ensuite extraite en soufflant de l’air frais à travers les tuyaux, en capturant la chaleur pour générer de l’eau chaude, de la vapeur ou de l’air chaud.
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Énergie renouvelable Les sources, telles que l’énergie solaire et éolienne, diffèrent des sources d’énergie traditionnelles, comme le pétrole et le charbon, car elles ne contribuent pas à l’empreinte carbone – les rendant essentiels Atteindre Net Zero d’ici 2050.
Mais l’énergie solaire et éolienne n’est pas constamment disponible, avec de l’approvisionnement à la cire et en déclin au cours de chaque année. Il est essentiel de trouver des moyens de stocker les énergies renouvelables pour une utilisation pendant les périodes de déficit dans l’approvisionnement énergétique.
« Le principal défi à la mise en œuvre à grande échelle des énergies renouvelables est le stockage d’énergie » » Matteo Chiesaprofesseur de génie mécanique et nucléaire à l’Université des sciences et technologies de Khalifa à Abu Dhabi, qui n’a pas été impliqué dans le projet, a déclaré à Live Science.
En canalisant l’excès d’énergie du réseau et de l’énergie solaire et éolienne produite localement pour chauffer le sable à 1 112 degrés Fahrenheit (600 degrés Celsius), cette nouvelle batterie de sable peut stocker l’énergie thermique pendant des mois, selon les représentants de l’énergie nocturne polaire.
Avec une puissance de chauffage de 10 mégawatts – ce qui signifie qu’elle peut fournir 10 millions de joules d’énergie par seconde – elle peut produire des températures de 140 à 752 degrés F (60-400 degrés C).
« Cela se révèle réussir en Finlande », a déclaré Chiesa, ajoutant qu’il y a un fort potentiel pour qu’il réussisse ailleurs.
Chauffage en utilisant la puissance du sable
L’utilisation de sable et de matériaux en forme de sable pour conserver la chaleur est un phénomène séculaire, les fours en briques étant populaires dans le monde entier. En effet, le sable – qui est le plus souvent composé d’une combinaison de silicium et d’oxygène – est facilement disponible dans le monde. Il peut être chauffé à des températures extrêmement élevées avant de fondre et conserve sa chaleur pendant longtemps.
Les batteries de sable ne sont pas batteurs dans un sens conventionnel car ils ne produisent pas directement de l’électricité. Au lieu de cela, ils sont Systèmes de stockage d’énergie thermiquece qui signifie qu’ils sont chargés à l’aide d’énergie renouvelable, qui est ensuite stockée comme énergie thermique pour une utilisation lorsque la demande d’énergie dépasse l’offre.
Chiesa a déclaré que la conception de l’énergie nocturne polaire est « très robuste », mais la configuration actuelle serait trop coûteuse pour se traduire dans des contextes ménagers, qui sont confrontés à des défis de stockage d’énergie similaires.
« Chaque fois que vous ajoutez du métal, vous ajoutez des coûts », a-t-il déclaré. « Idéalement, nous devons concevoir la porosité de la batterie de sable afin que l’air puisse être réparti uniformément dans tous les pores sans compter sur des matériaux coûteux. »
Chiesa a également noté que l’énergie nocturne polaire ne fournit actuellement pas de stockage saisonnier, utilisant plutôt son système pour stocker l’énergie pour des durées plus courtes – principalement pour équilibrer les fluctuations de la production d’énergie éolienne.
Les systèmes de stockage d’énergie thermique comme celui-ci sont bien adaptés à la stockage des énergies renouvelables de façon saisonnière, car il faut si longtemps que le sable perd sa chaleur.
« Une batterie qui vous permet de stocker l’énergie solaire d’été et de l’utiliser pendant l’hiver – lorsque la demande de chauffage est la plus élevée – est une solution puissante pour les besoins énergétiques saisonnières », a déclaré Chiesa.
