ابتكار جديد البطارية الرملية تخزن الطاقة النظيفة لأشهر

يمكن للطاقة الشمسية المخزنة في “البطاريات الرملية” أن تساعد الفنلنديين في اجتياز فصل الشتاء البارد الطويل، والذي من المقرر أن يكون أكثر صرامة بعد أن أوقفت روسيا إمدادات الغاز والكهرباء.

بحسب موقع Euronews تمكن فريق علمي فنلندي من التوصل إلى أول “بطارية رملية” تعمل بكفاءة عالية، ويمكنها تخزين الطاقة النظيفة لعدة أشهر، في ابتكار يمكن أن يحل واحدة من أكبر مشاكل الطاقة المتجددة، مع ضمان استمرار الإمداد طوال العام.

طاقة الليل القطبي

فقد تم ابتكار هذه التكنولوجيا الجديدة من قبل مهندسين فنلنديين، أنشأوا مؤسسة أطلقوا عليها اسم (طاقة الليل القطبي) Polar Night Energ، وهي تهدف إلى تخزين الطاقة خلال فترة الصيف، لاستخدامها في الشتاء القطبي المظلم الذي يميز الدول الإسكندنافية، خاصة أن هلسنكي عاصمة بلادهم هي أقرب عاصمة في العالم للدائرة القطبية الشمالية بعد ريكافيك عاصمة أيسلندا.

البطارية الرملية تغير مفهوم صناعة الطاقة في العالم

الابتكار قد يغيِّر صناعة الطاقة في العالم، ويأمل مخترعوه الفنلنديون أن يعوِّض بلادهم عن قطع روسيا لإمدادات الغار عنها، والذي يهدد بتجمد سكان هذا البلد القارس البرودة، والأقرب في العالم للقطب الشمالي.

فأجزاء من شمال فنلندا لا ترى الشمس على الإطلاق خلال فصل الشتاء، نظراً لأنها تقع فوق خط العرض (68 درجة شمالاً) حيث لا توجد شمس مباشرة لأسابيع.

على الرغم من أن هناك عدداً من الأبحاث الأخرى، تختبر إمكانية الرمال كمخزن للطاقة الخضراء، فإن المهندسين الفنلنديين Tommi Eronen وMarkku Ylönen، هما أول من نجح في نقله إلى محطة طاقة تجارية، حيث قام الباحثان بتركيب أول بطارية الرمال تعمل بكامل طاقتها في العالم يمكنها تخزين الطاقة الخضراء لشهور، قبل استخدامها.

تقول الشركة: إن هذه البطارية الرملية سيكون لها أكبر تأثير خلال فترات مثل هذه، حيث ستحافظ عملية تخزين طويل الأمد في بطاريات الرمال على تدفئة المباني بسعر رخيص، وبلا تلوث، خلال فصل الشتاء الفنلندي المتجمد، ولكن يمكن استخدامها في جميع أنحاء العالم.

طاقة الرياح والطاقة الشمسية دائماً متقلبة في مدى توفرها، حيث تتولد الطاقة عندما يكون المصدر متاحاً مثل الشمس والرياح، وليس عند الحاجة إليها كما هو الأمر من الطاقة التقليدية.

يقول مطورو بطارية الرمال: إن اختراعهم، يمكن أن يحل مشكلة توافر إمدادات الطاقة على مدار العام، وهي مشكلة رئيسية للطاقة الخضراء التي تعتمد في الأغلب على عوامل توليد موسمية مثل طاقة الرياح أو الشمس.
وتحصل فنلندا على معظم احتياجاتها من الغاز من روسيا، لذا فقد أدت الحرب في أوكرانيا إلى تركيز شديد على قضية الطاقة الخضراء.

كيف تعمل البطاريات الرملية بالضبط؟

إنها بنية بسيطة جدًا لتبدأ بها. برج طويل رمادي مملوء برمل منخفض الدرجة ومشحون بالحرارة الزائدة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

يعمل هذا من خلال عملية تسمى التسخين المقاوم، حيث يتم توليد الحرارة من خلال الاحتكاك الناتج عندما يمر تيار كهربائي عبر أي مادة ليست موصلة فائقة. ثم يتم تدوير الهواء الساخن في الحاوية من خلال مبادل حراري.

يمكن للرمل تخزين الحرارة عند حوالي 500 درجة مئوية لعدة أشهر، مما يوفر مخزنًا قيمًا للطاقة الرخيصة خلال فصل الشتاء. عند الحاجة، تقوم البطارية بتفريغ الهواء الساخن – لتسخين المياه في شبكة تدفئة المنطقة التي تخدم مدينة تامبيري. تستفيد جميع المنازل والمكاتب وحتى حمام السباحة المحلي.

يقول ماركو عن التخزين: “لا يوجد شيء رائع حقًا”. “الجزء المعقد يحدث على الكمبيوتر؛ نحتاج إلى معرفة كيفية انتقال الطاقة أو الحرارة داخل المخزن، حتى نعرف طوال الوقت الكمية المتاحة وبأي معدل يمكننا التفريغ والشحن “.

هل الرمل مادة مستدامة؟

تستخدم البطارية الكبيرة التي تم تركيبها في محطة توليد الكهرباء في فاتاجانكوسكي الرمال من حفرة رملية قريبة.

يوضح الشاب البالغ من العمر 33 عامًا: “أردنا العثور على شيء يمكن الحصول عليه من كل مكان تقريبًا في العالم”. ولكن هل الرمل موجود في كل مكان كما نعتقد؟

من المقرر أن يرتفع الطلب على مواد البناء بنسبة 45 في المائة في الأربعين عامًا القادمة، وفقًا لدراسة هولندية نُشرت في وقت سابق من هذا العام. عادة ما يتم استخراج رمل البناء من الأنهار والبحيرات، ويسرع “قراصنة الرمال” من فقدانه من هذه النظم البيئية.

ولكن فيما يتعلق بالمهندسين الفنلنديين، لا يهم حقًا من أين تأتي الرمال. على الرغم من استخدام رمل الباني للنموذج الأولي (للحد من انبعاثات النقل)، تعمل البطاريات الرملية مع أي نوع له كثافة عالية بما يكفي ، ضمن معايير ديناميكية حرارية معينة.

يؤكد ماركو: “لا نريد التنافس مع [صناعة البناء] على الصفات الجيدة للرمل”.

في الواقع، ينصب التركيز أقل على الرمال، ويضيف أنه “يتعلق بمساعدة قطاعي الرياح والطاقة الشمسية على النمو”. “نعتقد أن هذا مجرد أحد المكونات الرئيسية لجعل مجتمعًا ينتج إنتاجًا مرتفعًا بالفعل من طاقة الرياح والطاقة الشمسية.”

مع الوضع الجيوسياسي لفنلندا في وضع جيد، واحتياج العالم بشكل عاجل إلى التخلص من الوقود الأحفوري، فليس من المستغرب أن تغمر Polar Night Energy بالاهتمام.

بعد النجاح في تامبيري، كان لدى الشركة الكثير من الاستفسارات حول بناء الأجهزة قبل الشتاء، عندما يبدأ الطلب على التدفئة بشكل جدي. يمتد طموحهم إلى ما هو أبعد من غرب فنلندا، كما يشير ماركو.

“نريد بناء مخازن أكبر بمئات المرات حول العالم بأسرع ما يمكن”.