بعد قطع الغاز الروسي.. قصة بطاريات الرمال العملاقة التي ابتكرها فنلنديون حتى لا يتجمَّدوا في الشتاء


بطاريات الرمال أو البطاريات الرملية ابتكار 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.تم ابتكار هذه التكنولوجيا الجديدة من قبل مهندسين فنلنديين، أنشأوا مؤسسة تدعى "طاقة الليل القطبي" Polar Night Energy، 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.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. &nbsp;تقول الشركة إن هذه البطارية الرملية سيكون لها أكبر تأثير خلال فترات مثل هذه، حيث ستحافظ عملية تخزين &nbsp;طويل الأمد في بطاريات الرمال على تدفئة المباني بسعر رخيص، وبلا تلوث، خلال فصل الشتاء الفنلندي المتجمد، ولكن يمكن استخدامها في جميع أنحاء العالم، حسب موقع Euronews.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.<h3>مشكلة الطاقة الخضراء والجديدة في تذبذبها</h3><figure class="image"><img src="https://cdn.aktarr.net/lqtt_alshasht_2022_07_12_fy_19_00_51_75495703e3.png"></figure>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.وبالتالي فإن انتقال العالم إلى الطاقة الخضراء يتطلب تنفيذ عمليات ضخمة من تخزين الطاقة. &nbsp;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.<h3>فنلندا في أمسّ الحاجة إلى بديل للطاقة الروسية</h3>وتحصل فنلندا على معظم احتياجاتها من الغاز من روسيا، لذا فقد أدت الحرب في أوكرانيا إلى تركيز شديد على قضية الطاقة الخضراء.ولدى فنلندا أطول حدود مع روسيا من بين دول الاتحاد الأوروبي، وقد أوقفت موسكو إمدادات الغاز والكهرباء في أعقاب قرار فنلندا الانضمام إلى الناتو.ولذا زاد القلق لدى السياسيين والمواطنين على حدٍّ سواء، بشأن مصادر الحرارة والضوء، خاصة مع الشتاء الفنلندي الطويل البارد.وبسبب تغير المناخ، والآن بفضل الارتفاع السريع في أسعار الوقود الأحفوري جراء الحرب الأوكرانية، هناك زيادة كبيرة في الاستثمار في إنتاج الطاقة المتجددة الجديدة.ولكن في حين يمكن إضافة الألواح الشمسية الجديدة وتوربينات الرياح بسرعة إلى الشبكات الوطنية، فإن هذه المصادر الإضافية تمثل أيضاً تحديات ضخمة، فيما يتعلق بتخزينها.<figure class="image"><img src="https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/--1-10.jpg" alt="بطاريات الرمال أو البطاريات الرملية" srcset="https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/--1-10.jpg 926w, https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/--1-10-300x197.jpg 300w, https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/--1-10-768x503.jpg 768w, https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/--1-10-650x426.jpg 650w" sizes="100vw" width="926"></figure>أصعب سؤال يدور حول، كيف تحافظ على الأضواء عندما لا تشرق الشمس ولا تهب الرياح؟، يتطلب ذلك بناء بطاريات ذات حجم كبير، يمكنها تخزين وموازنة متطلبات الطاقة.في الوقت الحالي، تُصنع معظم البطاريات من الليثيوم، وهي مادة باهظة الثمن، ولا يمكنها إلا تخزين كميات محدودة من الطاقة الزائدة.وهناك حلول أخرى يجرى تجربتها، مثل البطاريات المتدفقة، وبطاريات تغيير طور السيليكون، وبطاريات الملح المصهور، وبطاريات الحديد الهوائية، وبطاريات الجاذبية، وبطاريات توسيع ثاني أكسيد الكربون.<h3>كيف تعمل بطارية الرمال؟</h3>العنصر الأساسي في بطارية الرمال، حوالي 100 طن من رمل البناء، مكدسة عالياً داخل صومعة رمادية باهتة.قد تمثل هذه الحبوب الخشنة والجاهزة طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لتخزين الطاقة عندما تكون في أمسّ الحاجة إليها.يتم تخزين هذه الرمال حول خزان فولاذي كبير ومعزول – طوله 7×4 أمتار، يتم تسخين هذه الرمال، باستخدام مبادل حراري بسيط مدفون في منتصفه الخزان، يصبح هذا الجهاز قادراً على تخزين 8 ميغاواط/ساعة من الطاقة، بمعدل طاقة اسمي يبلغ 100 كيلو واط، ويؤدي إلى تسخين الرمال حول الخزان إلى درجات تتراوح بين 500-600 درجة مئوية، حسب موقع مؤسسة <a href="https://newatlas.com/energy/sand-battery-polar-night/">New Atlas </a>الأمريكية المتخصصة في التدريب الاقتصادي.لا يوجد شيء مميز في الرمال المستخدمة، حسبما تقول الشركة، إنها تحتاج فقط إلى أن تكون جافة وخالية من الحطام القابل للاحتراق.&nbsp;&nbsp;في الواقع، ترى الشركة أن الرمال وسيلة تخزين منخفضة التكلفة للغاية أو حتى منعدمة التكلفة، كما أن الأمر برمته بسيط للغاية، ورخيص لدرجة أن Polar Night Energy تدعي أن التكاليف تبلغ أقل من 10 يورو (10.27 دولار أمريكي) لكل كيلو واط/ساعة، وتعمل بنفسها بطريقة آلية بالكامل، دون استخدام أي مواد استهلاكية.&nbsp;يتم شحن بطارية الرمال بالحرارة المولدة من الكهرباء الرخيصة الآتية من الطاقة الشمسية أو الرياح، ينتج عن هذا هواء ساخن يدور في الرمال، وتعمل الكهرباء منخفضة التكلفة على تسخين الرمال، حتى 500 درجة مئوية.والرمل هو وسيلة فعالة للغاية لتخزين الحرارة، لأنه يفقد القليل من الحرارة بمرور الوقت، يقول المطورون إن أجهزتهم يمكنها الاحتفاظ بالرمل عند 500 درجة مئوية لعدة أشهر.هذه الحرارة المخزَّنة في الرمال، يمكن أن تدفئ المنازل في الشتاء عندما تكون مصادر الطاقة أكثر تكلفة وأقل توفراً، حسبما ورد في تقرير لهيئة الإذاعة البريطانية "<a href="https://www.bbc.com/news/science-environment-61996520">BBC</a>".يتم استخلاص الطاقة مرة أخرى كحرارة بالطريقة نفسها.وتم تركيب الجهاز في محطة كهرباء مدينة فاتاجانكوسكي التي تدير نظام تدفئة بالمنطقة.عندما تكون أسعار الطاقة أعلى، تقوم البطارية بتفريغ الهواء الساخن من الرمال وتوجيهه لتسخين الماء المستخدم في نظام تدفئة المنطقة، والذي يتم ضخه بعد ذلك إلى المنازل والمكاتب وحتى حمامات السباحة المحلية، وكذلك في العمليات الصناعية، أو في أي حالات أخرى تتطلب حرارة.وتدعي الشركة أن عامل الكفاءة يصل إلى 99% (أي إن البطارية لا تفقد سوى 1% من الطاقة المخزنة بها)، مع القدرة على تخزين الحرارة سيكون هناك خسارة ضئيلة خلال أشهر التخزين بين فصلي الشتاء والصيف، وعمر افتراضي للبطارية يصل إلى عقود.تم تطوير فكرة البطارية الرملية لأول مرة في مطحنة في مدينة تامبيري الفنلندية، حيث تبرَّع المجلس بمساحة العمل، وقدَّم التمويل لإنجازها."بطاريات الرمال هذه توفر مرونة في استخدام وتخزين الحرارة، مما يقلل التكلفة"، حسب إلينا سيبانين، أخصائية الطاقة والمناخ في المدينة.<h3>يصعب استخدام الطاقة المخزَّنة في توليد الكهرباء</h3>ولكن أحد التحديات الكبيرة الآن هو ما إذا كان يمكن رفع مستوى التكنولوجيا لإحداث فرق حقاً ونشرها على المستوى التجاري، وهل سيتمكن المطورون من استخدام الطاقة المخزنة في بطاريات الرمال للحصول على الكهرباء والتدفئة؟إذ تنخفض الكفاءة بشكل كبير عند استخدام بطارية الرمال لتوليد الطاقة بشكل عكسي في شبكة الكهرباء.&nbsp;فمن السهل حقاً تحويل الكهرباء إلى حرارة، حسب قول مدير التكنولوجيا في Polar Night، "لكن العودة من الحرارة إلى الكهرباء أمر أصعب؛ لأنه يحتاج إلى توربينات وأشياء أكثر تعقيداً".لكن تخزين الطاقة الخضراء كحرارة على المدى الطويل يعد أيضاً فرصة كبيرة، حيث توفر الحرارة اللازمة في طهي الطعام ومعالجة المنسوجات أو المستحضرات الصيدلانية التي تأتي عادة من حرق الوقود الأحفوري.مجموعات بحثية أخرى، مثل المختبر الوطني الأمريكي للطاقة المتجددة، تبحث بنشاط في الرمال كشكل قابل للتطبيق من البطاريات للطاقة الخضراء.<figure class="image"><img src="https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/----1-3.jpg" alt="بطاريات الرمال أو البطاريات الرملية" srcset="https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/----1-3.jpg 732w, https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/----1-3-300x172.jpg 300w, https://arabicpost.live/wp-content/uploads/2022/07/----1-3-650x372.jpg 650w" sizes="100vw" width="732"></figure>لكن الفنلنديين هم أول من يمتلك نظاماً تجارياً فعالاً، والذي يعمل بشكل جيد حتى الآن، وفقاً للرجل الذي استثمر في النظام.قال بيكا باسي، المدير الإداري لمحطة الطاقة "فاتاجانكوسكي": "الأمر بسيط حقاً، لكننا أحببنا فكرة تجربة شيء جديد، لنكون أول من يفعل شيئاً كهذا في العالم"، "إنه جنون بعض الشيء، لكنني أعتقد أنه سيكون ناجحاً"، حسبما نقل عنه تقرير BBC.تقول الشركة إنها ستتوسع أيضاً، لتخزين 20 غيغاوات/ساعة من الطاقة، ما ينتج مئات ميغاوات من الطاقة، وسيتم تسخين الرمال حتى 1000 درجة مئوية في تصميمات معينة.&nbsp;&nbsp;ومن الممكن إنشاء مرافق تخزين كبيرة تحت الأرض في المناجم غير المستخدمة، ما يخفض التكلفة الأكبر في البطاريات الحالية، وهي الأنابيب.من الممكن بناء نظام مصمم لتخزين الحرارة على المدى الطويل حول مركز أسطوانة الرمل، بحيث تكون دورات الاستخدام المتكرر قصيرة المدى، أقرب إلى السطح العلوي أو الخارج الأقل في الحرارة، وسيكون تنفيذ مثل هذه الفكرة مستحيلاً في وسط سائل مثل الماء أو الملح المصهور؛ لأن السوائل ستختلط وتتحرك باستمرار.<h3>هل يمكن نقل هذا الاختراع إلى دول أخرى؟</h3>قدّرت مبادرة Mission Innovation المعنية بابتكارات الطاقات الخضراء والجديدة أن نشر نظام تخزين الطاقة في شركة Polar Night بإمكاناته الكاملة يمكن أن يحل محل ما يكفي من مصادر الحرارة التي تحرق الكربون لتقليل انبعاثات الدفيئة السنوية بمقدار يتراوح بين <a href="https://newatlas.com/energy/sand-battery-polar-night/">57 </a>و283 ميغا طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون سنوياً، بحلول عام 2030، واعتبرت أن ذلك&nbsp; سيكون ذلك مساهمة كبيرة جداً من قبل هذا المشروع في تقليل الانبعاثات.ولكن هذا النظام سيجد استخداماً واسع النطاق فقط في المناطق ذات التدفئة المركزية (أي أنظمة تدفئة تعتمد على نقل الحرارة مباشرة للمستهلكين، وليس نقل الوقود مثل الغاز أو الكهرباء).وما يقرب من نصف المنازل في الدول الإسكندنافية تحتوي على شكل من أشكال التدفئة المركزية، ويمكن العثور على هذه الأنظمة في العديد من المناطق الأخرى أيضاً، بما في ذلك شمال الصين والولايات المتحدة الأمريكية.

قصة بطاريات الرمال العملاقة التي ابتكرها فنلنديون حتى لا يتجمَّدوا في الشتاء

medium_قصة بطاريات الرمال العملاقة التي ابتكرها فنلنديون حتى لا يتجمَّدوا في الشتاء

small_قصة بطاريات الرمال العملاقة التي ابتكرها فنلنديون حتى لا يتجمَّدوا في الشتاء

thumbnail_قصة بطاريات الرمال العملاقة التي ابتكرها فنلنديون حتى لا يتجمَّدوا في الشتاء

أخبار-العالم

مع ارتفاع درجات الحرارة في الصيف، تتحوّل منازل كثيرة إلى بيئة خانقة، ويزداد الاعتماد على المراوح وستائر النوافذ، ما يجعل النوم في الليالي الحارة أكثر صعوبة. غير أن هناك حلولاً أبسط وأكثر فاعلية يمكن أن تساهم في تلطيف أجواء المنزل دون الحاجة إلى تركيب أنظمة تكييف الهواء.

large_sdlyOwM2PuUnG4-nh.jpg

medium_sdlyOwM2PuUnG4-nh.jpg

small_sdlyOwM2PuUnG4-nh.jpg

thumbnail_sdlyOwM2PuUnG4-nh.jpg

أخبار-السويد

أعلنت الحكومة السويدية، بدعم من حزب ديمقراطيو السويد (SD)، عن حظر استخدام بندقية "AR-15" في الصيد، على أن تُمنح البنادق التي ستُسحب من السوق إلى أوكرانيا، وفق ما كشف عنه وزير العدل غونار سترومر في مؤتمر صحفي اليوم.

طالب عدد من مالكي سيارات تسلا في السويد بالسماح بإجراء تجارب على السيارات ذاتية القيادة داخل مدينة ستوكهولم، لكن بلدية المدينة رفضت الطلب حتى الآن.

large_المياه (2).png

medium_المياه (2).png

small_المياه (2).png

thumbnail_المياه (2).png

ارتفع عدد الجهات المهتمة بشراء شركة Northvolt إلى خمس جهات أجنبية، وفق ما أفاد به القيّم على الإفلاس ميكائيل كوبو اليوم.

large_sdlSQEwRNZCuxE-nh.jpg

medium_sdlSQEwRNZCuxE-nh.jpg

small_sdlSQEwRNZCuxE-nh.jpg

thumbnail_sdlSQEwRNZCuxE-nh.jpg

اقتصاد

عثرت الشرطة على رجل مسن ميتاً داخل بئر في منطقة ريفية بمدينة هوغانيس، حسبما أعلنت في بيان صحفي اليوم السبت.

large_sdlv8MZzX_uiqY-nh.jpg

medium_sdlv8MZzX_uiqY-nh.jpg

small_sdlv8MZzX_uiqY-nh.jpg

thumbnail_sdlv8MZzX_uiqY-nh.jpg

عانى مئات الآلاف من الأشخاص في ڈ من أنواع مختلفة من الفوبيا، كخوفهم من الثعابين والعناكب والمرتفعات والظلام. لكن ما أكثر هذه المخاوف انتشاراً؟ وكيف يمكن التخلص منها؟

large_woman-7084827_1280.jpg

medium_woman-7084827_1280.jpg

small_woman-7084827_1280.jpg

thumbnail_woman-7084827_1280.jpg

تشهد إسبانيا موجة حر شديدة غير مسبوقة، من المتوقع أن تستمر لأربعة أيام على الأقل، ما دفع وزارة الخارجية السويدية (UD) إلى إصدار تحذير عاجل لمواطنيها المتواجدين هناك، خاصةً السياح الذين يقضون عطلتهم الصيفية.

large_250628-europavader1-d176a36d-a001nh.jpg

medium_250628-europavader1-d176a36d-a001nh.jpg

small_250628-europavader1-d176a36d-a001nh.jpg

thumbnail_250628-europavader1-d176a36d-a001nh.jpg

لقيت طفلة تبلغ من العمر ثلاث سنوات مصرعها بعد أن عُثر عليها مساء الجمعة فاقدة للوعي في بركة مياه. ورغم نقلها سريعاً إلى المستشفى، لم يتمكن الأطباء من إنقاذ حياتها، وأُعلن عن وفاتها خلال الليل.

large_sdl1mignEhEfdI-nh.jpg

medium_sdl1mignEhEfdI-nh.jpg

small_sdl1mignEhEfdI-nh.jpg

thumbnail_sdl1mignEhEfdI-nh.jpg

خبيرة نفسية تحذّر: "قد تفسد لحظات الاسترخاء المنتظرة" وتقدّم نصائح فعّالة لتفادي خيبة الأمل



large_sdlOJp8l7aMwBo-nh.jpg

medium_sdlOJp8l7aMwBo-nh.jpg

small_sdlOJp8l7aMwBo-nh.jpg

thumbnail_sdlOJp8l7aMwBo-nh.jpg

كشفت مصادر لراديو Ekot السويدي أن الحكومة البيروفية قررت شراء 24 طائرة مقاتلة من طراز JAS Gripen من شركة Saab السويدية.

large_sdlMwOjHHSgnBU-nh.jpg

medium_sdlMwOjHHSgnBU-nh.jpg

small_sdlMwOjHHSgnBU-nh.jpg

thumbnail_sdlMwOjHHSgnBU-nh.jpg

سياسة

كشفت الشرطة السويدية عن صور وتفاصيل جديدة تتعلق بجريمة إطلاق النار الجماعية التي وقعت في مدرسة "ريسبيرشكا" بمدينة أوربرو، وراح ضحيتها عشرة أشخاص، في أسوأ حادث إطلاق نار جماعي تشهده السويد في تاريخها الحديث.

أخر تحديث Jul 12, 2022, 17:4 PM

بعد قطع الغاز الروسي عن أوروبا ..البطاريات الرملية ابتكار قد يغيِّر صناعة الطاقة في العالم

أخبار ذات صلة

المزيد