هل يمكن استخدام الأحجار لتخزين الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة؟

تسعى شركة كونسورتيوم لتخزين الكهرباء من محطات الطاقة المتجددة بكميات كبيرة على شكل طاقة حرارية في خزانات كبيرة تحتوي على أحجار البازلت بعد أن تم تكسيرها بحجم حبة البازلا.  حيث من المخطط أن يتم تطوير وعرض أول نظام تجريبي بقدرة 10 ميجاوات في الدنمارك ليتم تشغيله بواسطة منشأة طاقة الرياح و يوجد هناك مشروع آخر قيد التطوير أيضًا في الولايات المتحدة لكن سيتم ربطه بمحطة للطاقة الشمسية.

في تعاون بحثي مشترك بين جامعة آرهوس الدنماركية وشركة الطاقة المتجددة الدنماركية  Stiesdal تم تقديم نموذج لتطوير نظام تخزين الكهرباء من محطات الطاقة المتجددة وذللك باستخدام أحجار البازلت التي تم تكسيرها لتكون بحجم حبة البازلا حيث سيتم تخزين الطاقة المتجددة على شكل طاقة حرارية.  الجدير بالذكر  أت أحجار البازلت تعتبر من أكثر المواد وفرة في القشرة الأرضية الأمر الذي يجعل هذا النوع من التخزين رخيص و فعال بل ومنافس لبطاريات الليثيوم كون مدة التخزين تصل قرابة أسبوع.

فكرة العمل :

يتم استخدام الكهرباء التي يتم إنتاجها من الطاقة المتجددة سواء (طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية) لتشغيل المضخات الحرارية التي بدورها تضخ الطاقة الحرارية إلى صهاريج التخزين المملؤة بالحجارة الباردة (حيث أن فارق درجات الحرارة تصل تقريبا إلى 600 درجة مئوية). وعند الحاجة إلى الطاقة المخزنة يتم تطبيق العملية العكسية مما يجعل الأحجار في الصهاريج الساخنة تصبح أكثر برودة وتلك الموجودة في الخزانات الباردة تصبح أكثر حرارة.

 Claus Rye, Stiesdal Storage Technologies ©

صورة توضح طريقة عمل هذا النوع من التخزين

إن هذه التقنية تعتبر أحد أنواع  المضخات الحرارية العملاقة ولكن التحدي لتطويرها يكمن في تحديد حجم الأحجار داخل الخزان كونه مهم جدا لتوفير تدرج حراري جيد يتناسب مع تغير الضغط و الطلب على الطاقة الحرارية. ولكن ما يميز هذا النوع من التخزين أنه يمتلك كثافة طاقة عالية و كذلك كفاءة عالية تتراوح بين 35-60 ٪ و يتوقع الخبراء أنه من الممكن الوصول لسعة تخزين تتجاوز 1 جيجاوات. ويوجد هناك أبحاث سابقة تناولت استخدام حجر البازلت في محطات الطاقة الشمسية الحرارة المركزية (Concentrated Solar Tower).

من المتوقع بناء مشروع تجريبي في الولايات المتحدة بالشراكة مع Magellan Stortech. ولكن ليس من محطات طاقة الرياح بل من محطات الطاقة شمسية و ستكون مدة الشحن ثمان ساعات و التفريغ 16 ساعة وهذا مايتوافق مع قدرة النظام الطاقة الشمسية.

فياترى هل هذه التقنية ستكون كحل من حلول التخزين في عالمنا العربي خصوصا في الدول الغنية بهذا النوع من الأحجار؟

مصدر الخبر من موقع الجامعة

Denmark’s largest battery – one step closer to storing green power in stones