В Финляндии испытали «песочную батарею» для хранения энергии

Исследователи Университета Аалто представили экспериментальную систему накопления энергии, в которой вместо традиционных аккумуляторов используется кварцевый песок. Разработка относится к категории так называемых батарей Карно — установок, преобразующих электроэнергию в тепло с последующим обратным получением электричества.

В качестве теплоаккумулятора ученые использовали резервуар с кварцевым песком объемом около 0,2 кубометра. Материал нагревался с помощью обычных электрических тэнов, после чего накопленное тепло передавалось двигателю Стирлинга, который вырабатывал электроэнергию за счет разницы температур.

Мощность экспериментальной установки составила около 1 кВт. Во время испытаний песок нагревали до температуры 300–350 °C. При 300 °C система могла работать примерно девять часов, а при 350 °C — до четырнадцати часов. Максимальная выходная мощность достигала 690 Вт.

Несмотря на успешную демонстрацию работоспособности технологии, эффективность установки пока остается невысокой. В электричество удалось вернуть лишь 4,4–8,3% первоначально затраченной энергии. Основные потери связаны с рассеиванием тепла через стенки резервуара и системой охлаждения двигателя. Так, из 53 кВт·ч затраченной энергии обратно было получено только 2,33 кВт·ч.

Дополнительной проблемой стала низкая теплопроводность песка: тепло распространялось медленно, из-за чего двигатель периодически испытывал дефицит теплового потока. Для повышения эффективности ученые предлагают использовать металлические вставки или специальные теплопроводящие элементы внутри наполнителя.

По мнению разработчиков, технология обладает значительным потенциалом для дальнейшего совершенствования. Песок рассматривается как перспективный материал для хранения тепловой энергии благодаря своей дешевизне, доступности, экологической безопасности и устойчивости к экстремально высоким температурам. Кроме того, такие системы потенциально способны служить значительно дольше традиционных химических аккумуляторов.