Polar Night Energy lắp đặt pin cát lớn nhất thế giới tại Pornainen, Phần Lan

Hệ thống pin cát của Polar Night Energy

Bãi pin cát của Polar Night Energy được lắp đặt tại Pornainen, một đô thị nhỏ ở miền nam Phần Lan. (Image credit: Polar Night Energy)

Một đô thị nhỏ ở miền nam Phần Lan gần đây đã lắp đặt hệ thống "pin cát" lớn nhất thế giới để cung cấp nhiệt sưởi cho thành phố.

Hệ thống pin cát này là một bãi cát khổng lồ bên trong thùng thép kích thước khoảng 30 x 12 mét. Cát được làm nóng thông qua các ống truyền nhiệt khép kín, sau đó nhiệt lượng được giữ lại nhờ hai lớp thép kẹp lớp cách nhiệt. Khi cần, khí lạnh được thổi qua các ống để thu hồi nhiệt, tạo ra nước nóng, hơi nước hoặc không khí nóng.

Lưu trữ năng lượng tái tạo

Các nguồn năng lượng như mặt trời và gió gặp vấn đề không liên tục, khiến việc lưu trữ trở thành thách thức lớn. "Thách thức chính của việc triển khai quy mô lớn năng lượng tái tạo là lưu trữ năng lượng," Matteo Chiesa, giáo sư kỹ thuật cơ khí và hạt nhân tại Đại học Khalifa, Abu Dhabi, nhận định.

Bằng cách sử dụng năng lượng dư thừa từ lưới điện và nguồn điện mặt trời, gió địa phương để nung cát đến 600°C, pin cát có thể lưu trữ nhiệt năng trong nhiều tháng, đại diện Polar Night Energy cho biết.

Rất nhiều năng lượng tái tạo dư thừa được lưu trữ trong pin cát để cung cấp nhiệt cho Pornainen. (Image credit: Polar Night Energy)

Với công suất gia nhiệt 10 MW — tương đương 10 triệu joules mỗi giây — hệ thống có thể đạt nhiệt độ đầu ra từ 60 đến 400°C. Chiesa cho biết thiết kế này rất bền, nhưng chi phí hiện tại còn cao để áp dụng vào quy mô hộ gia đình. Việc thêm kim loại đồng nghĩa tăng chi phí; lý tưởng là thiết kế độ xốp của cát để không cần vật liệu đắt đỏ.

Hệ thống lưu trữ nhiệt như vậy phù hợp với lưu trữ năng lượng theo mùa vì cát giữ nhiệt lâu. "Pin cho phép lưu trữ năng lượng mặt trời mùa hè để sử dụng mùa đông — khi nhu cầu sưởi ấm cao nhất — là giải pháp mạnh mẽ cho nhu cầu theo mùa," Chiesa khẳng định.

Cơ hội cho thị trường Việt Nam

Giải pháp pin cát với khả năng lưu trữ nhiệt dài hạn có thể là chìa khóa cho Việt Nam trong việc cân bằng nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt ở các vùng nông thôn và khu công nghiệp đang phát triển. Việc tận dụng cát – tài nguyên phong phú ở dải ven biển và đồng bằng sông Cửu Long – giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, hỗ trợ mục tiêu giảm phát thải. Đồng thời, công suất linh hoạt của pin cát cho phép tích hợp với hệ thống điện mặt trời mái nhà đang lan rộng tại Việt Nam. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và quy mô thiết kế cần được tối ưu để phù hợp với điều kiện địa phương. Việc nghiên cứu thêm về độ xốp cát, vật liệu cách nhiệt và mô hình tài chính sẽ quyết định mức độ ứng dụng rộng rãi.