'Pin cát' đạt hiệu suất đáng kinh ngạc, cung cấp năng lượng dồi dào
Thị trấn Pornainen ở Phần Lan đã khởi động một pin nhiệt sử dụng đá nghiền - hay còn gọi là cát - để cung cấp nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và giá rẻ. Nghe có vẻ khó tin, nhưng pin này hoạt động dựa trên những nguyên lý vật lý đơn giản.
Theo TechCrunch, điện được sử dụng để làm nóng cát, sau đó cát được lưu trữ trong một silo cách nhiệt. Năng lượng nhiệt này sau đó có thể được sử dụng cho nhiều mục đích, bao gồm sưởi ấm cho các tòa nhà.
Thị trấn Pornainen ở Phần Lan sử dụng "pin cát" để sưởi ấm các tòa nhà.
Pin cát ở Pornainen được chế tạo bởi công ty khởi nghiệp Phần Lan Polar Night Energy. Với 2.000 tấn cát, pin này có thể lưu trữ 1.000 megawatt-giờ nhiệt trong nhiều tuần liền. Theo TechCrunch, lượng nhiệt này đủ để sưởi ấm suốt một tuần trong mùa đông lạnh giá của Phần Lan. Hiệu quả giữ nhiệt của cát cực kỳ ấn tượng, chỉ mất từ 10% đến 15% nhiệt lượng từ lúc lưu trữ đến khi sử dụng.
Về mặt chi phí, khó có thể tìm được một hệ thống lưu trữ năng lượng nào rẻ hơn. Cát xay nhuyễn, cụ thể là đá xà phòng (soapstone) trong pin cát của Pornainen, là phế liệu từ một nhà sản xuất lò sưởi, gần như là "rác" theo cách nói của TechCrunch.
Việc xây dựng silo lưu trữ tương đối dễ dàng và chi phí thấp, và năng lượng mà nó cung cấp rẻ hơn nhiều so với các loại pin thay thế khác. Một nguyên mẫu nhỏ hơn có giá khoảng 25 đô la mỗi kilowatt-giờ và mô hình hiện tại có khả năng còn hiệu quả hơn. Để so sánh, pin lithium-ion có giá khoảng 115 đô la mỗi kilowatt-giờ.
Pin cát này cũng giúp giảm đáng kể lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường tại Pornainen bằng cách giảm sự phụ thuộc vào việc đốt dầu hoặc khí đốt để sưởi ấm thị trấn. Đây là một quyết định thân thiện với môi trường, phù hợp với danh mục năng lượng tái tạo chiếm ưu thế của Phần Lan, với 43% từ năng lượng tái tạo và 26% từ năng lượng hạt nhân. Theo dữ liệu của Liên minh châu Âu, giá điện của Phần Lan cũng thuộc hàng rẻ nhất khu vực.
TechCrunch cho biết, nhiều công ty khởi nghiệp khác cũng đang nghiên cứu về pin nhiệt, đặc biệt khi nguồn năng lượng tái tạo dùng để cung cấp điện cho chúng ngày càng dồi dào và giá cả phải chăng.
Ví dụ, công ty Sunamp của Scotland đang phát triển một pin nhiệt sử dụng hợp chất natri thường thấy trong khoai tây chiên vị muối và giấm. Một số công ty khác cũng đang thử nghiệm sử dụng gạch và khối than chì làm các pin nhiệt nhỏ nhưng mạnh mẽ để lưu trữ nhiệt trong chính vật liệu của tòa nhà.
Pin cát, còn được gọi là lưu trữ năng lượng nhiệt, là một hệ thống sử dụng cát (hoặc các vật liệu tương tự như sản phẩm phụ công nghiệp) để lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt. Nhiệt lượng được lưu trữ này sau đó có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, chẳng hạn như sưởi ấm các tòa nhà hoặc thậm chí phát điện. Công nghệ này đang được phát triển để giải quyết tính không liên tục của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió bằng cách cung cấp một giải pháp lưu trữ năng lượng dư thừa trong giờ thấp điểm và giải phóng khi cần thiết.
Pin cát có thể được chế tạo với nhiều kích cỡ khác nhau để đáp ứng các nhu cầu lưu trữ năng lượng khác nhau. Cát là vật liệu giá thành thấp và hệ thống được thiết kế tương đối đơn giản, có khả năng dẫn đến chi phí thấp hơn so với các giải pháp lưu trữ năng lượng khác. Pin cát có thể lưu trữ năng lượng nhiệt trong thời gian dài, có thể lên đến hàng tháng.
