تقنية لتدفئة المباني بالطاقة الشمسية المخزنة في الرمال

تقنية لتدفئة المباني بالطاقة الشمسية المخزنة في الرمال

زاد الاردن الاخباري -

طورت شركة ناشئة في فنلندا نظام تخزين حراري صديق للبيئة ومنخفض التكلفة وفي نفس الوقت فعال، يعتمد على الرمال العادية؛ لتوفير عمليات التدفئة خلال فترة الشتاء لكي تحل محل العمليات التقليدية في هذا الإطار، والتي تعتمد على الاحتراق على سبيل المثال وتصاحبها انبعاثات دفيئة.

ويمكن للنظام الذي تقوم شركة بولار نايت إنرجي الفنلندية ببنائه حاليًا في مدينة تامبيري، تدفئة المباني باستخدام الطاقة المتجددة كالشمس أو الرياح التي يتم تخزينها طوال النهار وطوال الليل وطوال الشتاء.

وعلى عكس غالبية الحلول التكنولوجية النظيفة المعقدة الموجودة حاليًا والتي غالبًا ما تصنع من مواد نادرة وباهظة الثمن، يتكون نظام الشركة الفنلندية لتخزين وتوزيع الحرارة من أنابيب بسيطة ومضخات وصمامات، إضافة للعنصر الأساسي في العملية وهو الرمل.

وداخل النظام، يعمل التسخين الذي يتم عبر الكهرباء المستمدة من الطاقة المتجددة على رفع درجة الهواء إلى أكثر من 600 درجة مئوية. يتم تدوير الهواء الساخن عبر شبكة من الأنابيب داخل وعاء تخزين حراري ضخم مملوء بالرمل.

بعد ذلك، يتدفق الهواء الساخن مرة أخرى من الوعاء إلى مبادل حراري، حيث يقوم بتسخين المياه التي يتم تدويرها بعد ذلك من خلال أنظمة التدفئة في المبنى.

وتضمن سعة تخزين الرمال الحرارية أن يظل الهواء المتدفق ساخنًا بدرجة كافية للحفاظ على دفء ماء التدفئة (والمباني).

وقال الرئيس التنفيذي لشركة بولار نايت إنرجي "تومي إيرونين": "عندما تسأل الناس عن الطاقة النظيفة، فإنهم يفكرون في الكهرباء".

وتابع: "علينا خفض الانبعاثات الناتجة عن التدفئة، إذ يأتي 82% من الانبعاثات المتعلقة بالطاقة في فنلندا من تدفئة المباني المنزلية".

وأضاف: "نريد استبدال كل ذلك إذا أردنا أن يكون لدينا أي أمل في تحقيق أهدافنا المناخية العالمية".

بطاريات رملية

وبالنظر إلى أن تخزين الطاقة وتوزيعها لا يقل أهمية عن توليدها، فإن نظام بولار نايت إنرجي يواجه نفس التحديات الأساسية مثل أي بنية تحتية أخرى للطاقة.

وتتمثل هذه التحديات في ضرورة توفير الطاقة للناس في أي وقت ومكان يحتاجونها فيه وأيضًا بسعر معقول.

وتلبي البنية التحتية الحالية التقليدية القائمة على الاحتراق هذه التحديات بطرق مألوفة. حيث يتم تخزين أنواع الوقود مثل النفط والغاز ونقلها إلى حيث يمكن حرقها.

كما تدعم الشبكة الكهربائية أيضًا التوزيع الفعال للطاقة وتستفيد من الطاقة المولدة من خلال الوسائل المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية.

وللاعتماد على الطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء فإن الطبيعة المتقطعة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح تظل مشكلة مستعصية. كما تظل هناك حاجة إلى تخزين الطاقة للحفاظ على إنتاج ثابت للطاقة.

وحتى مع التطورات الحديثة في تكنولوجيا البطاريات، يظل تخزين الطاقة الكهربائية مكلفًا نسبيًا، خاصة على النطاق المطلوب لتدفئة المباني.

وللتغلب على ذلك، اعتمد نظام الشركة الفنلندية على تخزين الحرارة (الأرخص) بدلًا من تخزين الكهرباء (المكلف).

وتقوم العديد من أنظمة التدفئة التقليدية بالفعل بتخزين وتوزيع الحرارة عن طريق الاحتفاظ بالمياه الدافئة ثم ترسلها إلى المباني السكنية.

من جانبها، أدركت الشركة الفنلندية فوائد تخزين الحرارة القائمة على الماء، بالإضافة إلى قيودها.

ويقول إيرونين: "يوجد قدر كبير من الحرارة يمكنك إضافته إلى الماء قبل أن يتحول إلى بخار. يمكن للبخار أن يوزع الحرارة بكفاءة، ولكنه ليس فعالًا من حيث التكلفة للتخزين على نطاق واسع".

ولتجنب عيوب تخزين الحرارة في الماء، تحولت الشركة للاعتماد على الرمل (42 طنًا متريًا)، وبعد أن تغرب الشمس، يتم إطلاق حرارة الرمال المخزنة تدريجيًا مرة أخرى. وبهذه الطريقة، تُمكِّن الرمال الطاقة الشمسية من تدفئة الناس، حتى في الليالي شديدة البرودة.

وقال المدير التنفيذي للشركة: "يوفر الرمل أربعة أضعاف سعة تخزين الطاقة للمياه. فالرمال فعالة وغير سامة وقابلة للحمل ورخيصة!"

---