Hoe mooi is het om energie in de zomer op te slaan en deze in de winter te gebruiken? De zandbatterij kan dit wel eens mogelijk gaan maken. In de toekomst, dat wel.
Deze innovatie zet overtollige duurzame energie om in warmte en slaat deze op in zand. Hier kan het maandenlang zijn (of haar) temperatuur (tot 600 graden) kan behouden. In Nederland kan deze technologie helpen om het net te balanceren.
Voor thuisgebruik is het nog te vroeg. Hoe leuk een grote bak met zand ook klinkt.
Een zandbatterij is een energieopslagsysteem dat overtollige duurzame energie (zoals zonne- en windenergie) omzet in warmte en deze opslaat in zand. Dit systeem kan de warmte gedurende maanden vasthouden, waardoor het een potentiële oplossing biedt voor het balanceren van het stroomnet, vooral tijdens piek- en daluren.
De technologie van de zandbatterij wordt sinds 2022 getest in KankaanpÄÄ, Finland. Daar levert de zandbatterij voldoende stroom voor de centrale verwarming van de stad. Het kan echter ook potentieel nuttig zijn voor andere landen, zoals Nederland, om het stroomnet te balanceren.
De zandbatterij biedt ook kansen voor de industrie, met name in sectoren zoals voeding, textiel en farmaceutische industrie, waar proceswarmte momenteel voornamelijk afkomstig is van fossiele brandstoffen.
De zandbatterij lijkt veelbelovend. Er zijn natuurlijk nog een paar mooie uitdagingen. Het omzetten van warmte naar elektriciteit is op dit moment (nog) niet efficient.
Er zijn aanvullende investeringen in turbine-technologie nodig om de opgeslagen warmte efficient om te zetten in elektriciteit.
Met de groeiende focus op duurzame energie en de uitdagingen van energieopslag, kan de zandbatterij een gamechanger zijn. Het is eenvoudig, efficiënt en potentieel schaalbaar voor grotere toepassingen.
Hoewel er nog steeds technische uitdagingen zijn om aan te pakken, is de toekomst van de zandbatterij zeker veelbelovend.
De maximale temperatuur in de Kankaanpää warmteopslag is ongeveer 600 graden Celsius. De temperatuur kan echter nog hoger zijn, afhankelijk van de behoeften van de klant.
In de praktijk wordt de maximale temperatuur van een warmteopslag op basis van zand niet beperkt door de eigenschappen van het opslagmedium, maar door de hittebestendigheid van de materialen die worden gebruikt bij de constructie en besturing van de opslag.
De warmteopslag wordt ontladen door koele lucht door de leidingen te blazen. De lucht warmt op terwijl het door de opslag gaat en kan bijvoorbeeld worden gebruikt om water om te zetten in processtoom of om stadsverwarmingswater te verwarmen in een lucht/water-warmtewisselaar.
Veel vaste materialen, zoals zand, kunnen worden verwarmd tot temperaturen ver boven het kookpunt van water. Warmteopslag op basis van zand kan meerdere keren de hoeveelheid energie opslaan die kan worden opgeslagen in een watertank van vergelijkbare grootte.
Dit is te danken aan het grote temperatuurbereik dat door het zand wordt toegestaan. Dit bespaart ruimte en maakt veelzijdig gebruik in veel industriële toepassingen mogelijk.
De warmteopslag is niet erg gevoelig voor de korrelgrootte van het zand. Er word de voorkeur gegeven aan materialen met een hoge dichtheid en lage kosten die niet afkomstig zijn van schaarse bronnen. Het vuil van iemand anders kan een duurzaam warmteopslagmedium zijn. Ze gebruiken bij voorkeur materialen die niet (meer) geschikt zijn voor de bouwindustrie.
Het zand kan in de winter maanden warm blijven. Het werkelijke gebruik van de warmteopslag in Kankaanpää is om het op te laden in cycli van ongeveer 2 weken. De warmteopslag is het meest efficient als de silo 20 tot 200 keer per jaar wordt opgeladen en ontladen. Afhankelijk van de toepassing.