季节性热能储存通过沙电池变热

　　极夜能量真的很热 - 高达一千度。
　　作者  劳埃德·奥尔特
　　热电池是新闻，每个人都很兴奋！头条新闻从BBC的＂＂沙电池＂可以解决绿色能源的大问题＂到The Next Web的过度兴奋的＂＂沙电池＂到底是什么？为什么我这么兴奋呢？那么，我为什么如此亵渎呢？可能是因为正在讨论的沙电池基本上只是季节性热能储存（STES）的一种形式 - 这个概念已经存在了几十年。
　　基本原则是，在北方国家，夏季有很长的炎热日子，太阳能比人们可以使用的要多，而冬季的寒冷日子很短，需要大量的热量并且没有足够的阳光。在加拿大阿尔伯塔省的Drakes Landing，太阳能集热器收集热量并将其倾倒到公园下方的隔热沙子和岩石储存区，并在冬季抽出热量，满足其90%的供暖需求。在丹麦的沃延斯，世界上最大的热电池在一个旧的砾石坑中使用水。夏季产生的区域供热厂产生的多余热量被储存起来，并在冬季被抽回。在多伦多城市大学（我教书的地方），工程师们正在混凝土建筑地基中储存热量，这真的很聪明。
　　极夜能量
　　芬兰的＂沙电池＂与极夜能源（PNE）的不同之处在于，它们使用来自太阳能和风力发电场的多余电力，并通过电阻加热器运行它 - 没有什么花哨的，只是你的常规烤面包机式加热器 - 并让沙子变得非常热。温度高达 1，000 摄氏度，是德雷克斯兰丁存储温度的 10 倍以上。这意味着它们可以在更少的沙子中储存更多的热量。
　　在PNE网站上，他们解释说：＂在沙子内部，我们建立了传热系统，可以有效地将能量输送到存储区。储存和环境之间的适当绝缘确保了较长的储存期，长达数月，热损失最小。
　　他们还指出，他们已经考虑了一切，包括建筑的隐含碳。
　　＂我们蓄热的二氧化碳排放是建筑材料和施工阶段的嵌入排放。由于PNE储热的这些嵌入式排放很小，因此产生的热量的排放主要来自电力来源。可以说，从我们的仓库中获取的热量与输入仓库的电力一样干净。
　　也可以说，如果他们在地上挖一个洞，隔热，然后用沙子填满，具体排放物可能会更低。或者，正如他们所指出的，沙子很便宜 - 他们本可以使用更多的东西并将沙子加热到较低的温度，并且具有较小的ΔT或温差，需要较少的绝缘。区域供热系统和由该系统供电的游泳池不需要800摄氏度的水。
　　如果您想自己捣沙子并做到这一点，魁北克省HydroSolar的Roger Abdo通过数学来构建您自己的地下季节性热能储存（USTES）系统，该系统存储来自真空管太阳能热水器的热量，该系统在将阳光转化为热量方面比为烤面包机线圈供电的太阳能电池板要有效得多。从概念上讲，它与PNE正在做的事情没有什么不同。
　　就连工程师兼联合创始人马尔库·伊洛宁（Markku Ylönen）也明白这一点，并向欧洲新闻淡化了这一点：＂那里真的没什么花哨的。复杂的部分发生在计算机上;我们需要知道能量或热量如何在存储内部移动，以便我们始终知道有多少可用以及我们可以以什么速率放电和充电。
　　所有这些都不是要削弱伊洛宁和托米·埃罗宁在这里的成就。他们采用了STES的概念，并将其放入一个整洁的硬件包中，包括一个看起来像巨型电池的筒仓，以及客户可以订购的软件，停放在任何地方，只需添加沙子。他们从来没有称它为电池 - 只是热能或热能储存。
　　在其新闻页面上，PNE指出，在BBC报道极夜能源故事后，它在网上疯传。可能是BBC的马特·麦格拉思（Matt McGrath）创造了＂沙电池＂，这是一个更性感的名字，也是一个聪明的类比，特别是当现在每个人都在谈论电池时。PNE应该付给他一笔版税。
　　然后麦格拉斯写道，＂现在，大多数电池都是用锂制成的＂——事实并非如此。铅酸电池占市场的70%，相当于储存瓦特的热量和瓦特的电。他在视频的最后几秒钟将这一类比带到了极端，他说：＂这个想法仍然面临一些挑战：它能储存电力和热量吗？简短的答案是否定的。
　　这就是为什么我一直在写＂为什么每个家庭都应该是热电池＂之类的帖子 - 电池很热。极夜能量很热。但也许这个覆盖范围有点过热。