Финландски изследователи от Университета „Аалто“ разработиха и за първи път изпробваха прототип на топлинен акумулатор, в който за съхранение на топлината се използва обикновен горещ пясък, а обратното преобразуване на топлината в електроенергия се осъществява с помощта на двигател на Стърлинг. Такава схема ще позволи да се съхранява в топлината на пясъка излишъкът от слънчева и вятърна електроенергия, като при необходимост тя ще се връща отново в мрежата.

Прототипът представлява изолиран резервоар с обем 0,2 m3, запълнен с кафяв кварцов пясък с размер на зърната 0,6-2 mm. Пясъкът имаше топлинна мощност 703 J/(kg·K), топлопроводимост 0.2-0.7 W/(m·K) и насипна плътност около 1800 kg/m3. Акумулаторът се зареждаше чрез електрическо нагряване, след което топлината се подаваше към двигател на Стърлинг с мощност около 1 kW. Целта на работата беше да се съпоставят теорията и практиката, за да се разберат перспективите на подобен метод за съхранение на енергия с евтин топлоносител.

Изпитанията показаха, че инсталацията работи, но нейната реална ефективност беше ниска. Общият ККД на цикъла „зареждане-разреждане“ възлезе на 4,4% при 300 градуса по Целзий и 8,3% при 350 градуса по Целзий. Компютърното моделиране на по-оптимизирана конструкция даде вече 19,1% и 23,2% при същите температури, а изчисленията за режим до 500 градуса по Целзий предсказаха ефективност до 31,6%. Тоест повишаването на температурата и подобряването на конструкцията наистина могат радикално да увеличат отдачата, но настоящият експериментален образец все още е далеч от търговска реализация.

Основните проблеми на решението са топлинните загуби, слабата топлопредаване в неподвижния слой пясък и ограничената ефективност на комбинацията „пясъчен акумулатор – двигател на Стърлинг“. Въпреки това направлението остава интересно: пясъкът е евтин, достъпен, термоустойчив и не изисква екзотични метали, затова такава батерия потенциално може да се превърне в евтин дългосрочен акумулатор за енергетиката с голям дял на възобновяеми енергийни източници. За разлика от индустриалните пясъчни батерии, които обикновено отделят топлина за отопление или технологични процеси, което вече е реализирано във Финландия, разработката на учените е насочена именно към връщане на електроенергия в мрежата – това е по-сложно, но много по-ценно за поддържане на баланса на енергийната система.