Funktion 

Termosand fungerar genom att energi först omvandlas till värme och lagras med sand. När det finns tillgång till exempelvis sol-el från solceller används elektriciteten för att värma upp ett värmeöverförande medium. I vår Termosand fungerar sanden som ett termiskt medium för att lagra och avge värme energi. Vi placerar elektriska värmeelement (resistiva slingor) direkt inuti sanden. Elen värmer elementen, och elementen värmer sanden direkt via kontakt. Då behövs inget cirkulerande medium under inladdningen, utan bara under urladdningen. Sanden värms upp till en hög temperatur (ca 600 grader) och fungerar därmed som ett energilager. Tack vare sandens egenskaper (Hög smältpunkt, fast form, hög densitet → vilket resulterar i att en liten volym sand kan lagra stora mängder termisk energi samtidigt samt miljövänligt). Kan den lagrade värmen behållas under en längre tid. Principen bygger på termisk energilagring där energi lagras i form av värme i ett material (i detta fallet sand).

När den lagrade energin behövs börjar urladdningen. Det varma materialet i Termosand överför då sin värme till en “värmemaskin”. Värmen kan exempelvis användas för att värma vatten eller en annan vätska för att bilda ånga som stiger och bildar ånga som därmed stiger och bildar tryck. Trycket rör sig sedan genom en turbin. Turbinen omvandlar värmeenergin till mekanisk energi genom att den börjar rotera. Den roterande rörelsen driver igång en generator som omvandlar den mekaniska energin till elektricitet.

Här är hur hela Energikedjan fungerar: Solenergi → elektricitet → värme → lagrad värme i sand (Termisk energi) → mekanisk energi → elektricitet

På detta sätt kan Termosand lagra energi när det finns mycket tillgänglig el och sedan producera elektricitet igen när energin behövs.

Hållbarhet

Vårt termo-batteri är ett mer miljövänligt och resurseffektivt alternativ jämfört med många traditionella batterier, framför allt litiumbatterier. Moderna batterier kan innehålla material som litium, kobolt, nickel och grafit. Brytningen och bearbetningen av dessa material orsakar miljöskador, kräver stora mängder energi och leder till ett stort uttag av naturresurser.

Det som gör vårt termo-batteri särskilt hållbart är att det använder sand som lagringsmaterial. Sand finns i stora mängder samt är framförallt lättillgängligt, vilket minskar behovet av att använda begränsade eller sällsynta råvaror. Exempelvis krävs inte särskilda kemikalier eller sällsynta jordartsmetaller för att bygga upp batteriet. Genom att Tolvåkerskolan 9B använda Termosand som lagringsmaterial kan vi därför ersätta flera av de råvaror som används i traditionella batterier med ett enklare och mer lättillgängligt alternativ. En annan fördel är att termo-batteriet kan lagra stora mängder energi till en lägre kostnad. Det gör tekniken intressant för både storskalig och småskalig energilagring. Eftersom sand kan användas som lagringsmaterial kan produktionen dessutom bli mer resurseffektiv och mindre beroende av råvaror med stor miljöpåverkan.

Vårt termo-batteri är därför ett exempel på hur ny teknik kan utvecklas med större fokus på miljö och hållbarhet. Genom att använda lättillgängliga material som sand kan vi minska beroendet av vissa begränsade naturresurser och samtidigt skapa en lösning som är bättre anpassad till framtidens behov av hållbar energilagring.

Årets tema

Vår uppfinning knyter ihop med årets tema eftersom den har en väldigt miljövänlig tanke bakom sig. Termosand lagrar energi på ett sätt som skonar naturen. Batteriet laddas upp med hjälp av solenergi vilket är en förnybar energikälla, det gynnar samhället och är en snäll kompis mot plånboken. På det sättet passar det årets tema på ett väldigt bra sätt. Dessutom erbjuder vi ett hållbart system som gör så att den förnybara energin förvaras och används till bättre saker istället för att gå till spillo. Termosand lagrar så mycket el att du hade kunnat spara betydligt mer el per dag och därmed minska stora problem i dagens samhälle. Vi erbjuder en hållbar och sparsam framtid för energilagringen!

Nytänkande

Ett liknande alternativ finns redan, vid namn Sand Batteriet. Sand Batteriet använder samma princip men i ett annat sammanhang, Sand Batteriet gör om energin till värmeenergi och lagrar den, men omvandlar sedan aldrig om det igen, och använder det direkt igen i bland annat hemmet. Termobatteriet tar utvecklingen ett steg längre och gör om till elektricitet igen.