Батареяҳои рег ва гармӣ

Дар бисёр кишварҳои Аврупо, ки дар он ҷо нархи барқ баланд аст, ин намуди энергия аз ҳисоби истифодаи нерӯи офтоб таъмин карда мешавад. Баъди чанде аз ин шоҳзодаи дигар ба номи Аҳмад ибни Абдуллоҳ номгузорӣ шуд. A heat battery is the simplest way to catch the cheap hours: an electric heater warms a large mass of sand, crushed stone or brick to hundreds of degrees, thick insulation keeps the heat in, and a fan or heat exchanger takes it out when it is needed, days or weeks later.

About half of the world’s final energy use is heat, not electricity (IEA, Renewables 2019). Аз ин рӯ, дар он нафт, газ ва ангишт истифода мешаванд. Ин раванди хеле мураккаб аст ва дар он ба таври қатъӣ муайян карда намешавад, ки кадом намуди энергияро истифода бурдан мумкин аст. Версияи кӯтоҳ: Дар ин ҳолат, энергияи барқӣ ба 85 то 95% бармегардад; дар ҳолати дигар, он ба 30 то 41% мегузарад. Ин технология дар соҳаи саноат истифода мешавад.

Ин чист

Батареяи гармӣ (англ. Heat battery) — таҷҳизоте мебошад, ки барои нигоҳдории энергияи барқ дар шакли гармӣ истифода мешавад. Polar Night Energy (англ. Polar Night Energy) — як ҳавогарди сохтаи Polar Night Energy дар кишвари Финляндия аст . Дар дарёи Вахш дар баландии 1000 метр аз сатҳи баҳр обҳои зеризаминӣ ба вуҷуд меоянд. Энергияи офтобӣ (англ. Solar energy) — энергияест, ки аз нурҳои офтоб ба вуҷуд меояд ва дар шакли гармӣ ё энергияи электрикӣ истифода мешавад. Siemens Gamesa дар Гамбург як пилотро идора кард, ки гармиро дар сангҳои вулқонӣ дар ҳарорати 750 °C захира мекард ва онро бо истифода аз турбинаи обӣ ба энергия табдил медод.

Дар ин ҷо барои ҳар як намуди маҳсулот ва хизматрасонӣ нархҳои гуногун муқаррар карда шудаанд. Дар ин ҷо танҳо саволҳое, ки аҳамият доранд: чӣ қадар гарм, барои чӣ муддат, чӣ қадар арзон ва барои чӣ гарм аст.

Чӣ тавр кор мекунад

Пурборкунӣ. Дар ин ҷо барои гарм кардани об, ба монанди печи барқӣ ё печи газ истифода мешавад. Ин раванди гармшавӣ дар ҳар як сония 100 килокалория энергияро ба вуҷуд меорад. Polar Night’s silos heat air with resistors and blow it through pipes buried in the sand; Rondo’s heaters radiate directly onto brick.


Захиракунӣ. Энергияи захирашуда дар зарраҳои сахт E = m × c × ΔT: массаи он, борҳо гармии хоссааш, борҳо тағйирёбии ҳарорат. Dry sand and most rocks have a specific heat c of about 0.8 to 1.0 kJ per kg per degree. One tonne of sand heated from 150 °C to 400 °C (a swing of 250 degrees) therefore holds 1,000 kg × 0.8 kJ/kg·K × 250 K = 200 MJ, or about 56 kWh. The Pornainen store works out at 100 MWh in 2,000 tonnes, 50 kWh per tonne, which matches. Hot water in a district heating tank, cycling between 90 °C and 50 °C, holds about 47 kWh per tonne; sand wins because it can run much hotter without a pressure vessel. For comparison, lithium-ion battery cells hold roughly 150 to 250 kWh of electricity per tonne.

Дар ин ҷо А. Дар сатҳи ғафсӣ, бо суръати Q = U × A × ΔT, ки дар он U чен мекунад, ки чӣ қадар хуб инсолатсия аст, A масоҳати рӯи замин ва ΔT Фарқият дар ҳарорат ба берун. The stored energy grows with volume (the cube of the size) and the losses with surface (the square), so bigger stores lose a smaller fraction. Our rough estimate for a silo the size of Pornainen’s (15 m wide and 13 m tall, about 970 m² of surface) with insulation that lets through 0.1 W per m² per degree and a 300 degree difference: about 29 kW, or 0.7% of a full store per day. Дар ин давра дар шаҳрҳои калони кишвар корхонаҳои хурду миёна ташкил карда шуда, барои истеҳсоли маҳсулоти саноатӣ ва кишоварзӣ заминаи мусоид фароҳам оварда шуд.

Пурборкунӣ. Дар ин ҳолат, ҳавои гарм ба фишори баланди ҳаво ва дар натиҷа ба ҳарорати баланди об мегузарад. Ин раванди табиӣ нест. Дар ин ҷо барои гарм кардани ҳавои дохили мошин, аз сӯзишвории табиӣ истифода мебаранд. Истифодаи Карно, ки беҳтарин истифодаи ҳар як муҳаррики гармӣ мебошад, ин аст η = 1 − T_cold / T_hot, бо ҳарорат дар дараҷаи Келвин. Дар 400 °C (673 K) гармӣ дар 30 °C (303 K) рад карда мешавад 1 − 303/673 = 55%. At 750 °C the ceiling is 70%. Турбинаҳои буғии воқеӣ, насоси ва гардиши гармиро тақрибан ба нисфи рақами Карно мерасанд, бинобар ин захира чизеро монанди ин бар мегардонад Аз 25 то 40% аз нерӯи барқ, ки харида. A published design for a stone store at Sorø, Denmark, expected 30 to 41% back as electricity or 41 to 58% as heat (Wikipedia, Thermal energy storage).

The practical conclusion: a heat battery is an excellent way to buy heat from the electricity grid at the cheapest hours, and a poor way to store electricity for later, unless the heat engine gets much better or the charging power is nearly free.

Маҳдудиятҳо

• Теория Дар ин ҳолат энергияи гармӣ ва энергияи электрикӣ ба якдигар пайваст мешаванд, ки дар натиҷа энергияи механикӣ ҳосил мешавад. Дар ин ҷо ҳеҷ гуна ёдгориҳои таърихӣ нест.
• Temperature matches the use. District heating needs 60 to 120 °C, food and paper factories need steam at 150 to 250 °C, chemicals and cement need 400 to 1,500 °C. Дар ин ҳолат, барои ба даст овардани энергияи бештар, ки дар натиҷаи гармшавии атмосфера ва об ба вуҷуд меояд, зарур аст, ки ҳарорати ҳаворо баланд бардорем.
• Энергияи барқӣ. Дар ин ҷо барои истеҳсоли энергия ва гармӣ аз об истифода бурда мешавад. Дар ин ҷо танҳо якчанд анборҳои хурди обӣ мавҷуданд, ки дар онҳо оби тозаи ошомиданӣ захира карда мешавад.
• Сиркҳо дар як сол. Ҳар як еврои таҷҳизот бояд бо гармии он, ки онро иваз мекунад, пардохт карда шавад. A store that cycles 200 times a year spreads its cost far more thinly than one that cycles 20 times. Polar Night says its stores work best between 20 and 200 cycles a year (Solarthermalworld, 2024).
• Дар ин ҷо энергияи барқ истеҳсол мешавад. Дар ин давра нархи молҳо дар бозорҳои ҷаҳонӣ хеле паст буд. Дар бисёр кишварҳои Аврупо, аз ҷумла дар Олмон, Фаронса ва Италия, ки барои истеҳсоли маҳсулоти саноатӣ истифода мешаванд, барои гарм кардани хонаҳо истифода мешавад.

Нақшаҳои воқеӣ, андоза

Нақша	Куҷо, кай	Захиракунӣ ва ҳарорат	Андозаи аломат	Хабар додан
Барномаи идоракунии энергияи шаби қутбӣ	Тампере, Финляндия, 2020	Шағал	3 МВт/ соат	Аввалин пилот, аз тарафи ширкат идора карда мешавад
Шаблон:Шаҳристон	Kankaanpää, Finland, July 2022	100 t of builder’s sand in a 4 × 7 m steel silo; heated up to about 500 °C, operated at 150 to 400 °C	8 МВт/ соат	85% самаранокии солона дар се рӯз; 95% ҳадаф барои захираҳо аз 100 МВт / соат (Solarthermalworld)
Шаблон:Шаҳристон	Pornainen, Finland, 2025	2,000 t of crushed soapstone, a by-product of fireplace making; up to 400 °C	100 MWh, 1 MW	70% lower emissions for the network, about 160 t of CO2 a year, woodchip burning down 60%, oil use ended (ESS News, 2025; Polar Night Energy)
Драйвери Siemens Gamesa ETES	Hamburg-Altenwerder, Germany, 2019	Аз 1000 то 750 ҳазор сол пеш дар минтақаи Осиёи Миёна ва Осиёи Ҷанубу Шарқӣ иқлим гарм буд.	130 МВт/ соат гармӣ	Дар ин ҷо барои як ҳафтаи дигар дар хонаи худаш (дар шаҳри Душанбе) ба сар мебарад.Душанбе, 2019)
Батареяи гармии Рондо	Шаблон:Шаҳристон Шаблон:Шаҳристон, ноҳияи Ванҷ, вилояти Хатлон	Refractory brick at 1,100 to 1,500 °C	2 то зиёда аз 100 МВт гармӣ дар як адад	Company states over 98% electricity-to-heat efficiency and over 400 MWh of announced projects (Rondo); not independently published
Энергияи Анторра	Штати Калифорнияusa. kgm	Блоки карбон, гарми гудохта	Масштаби саноатӣ	Ҳарорат ё барқ аз ҳисоби ядроҳои термофотоэлектрикӣ (Antora). Беҳтарин ядрои термофотоэлектрикии лаборатория ба самаранокии 40% расидааст (LaPotin et al., 2022)

Дар ин китоб ду боб мавҷуд аст. Дар ин ҳолат, аксари соҳибкорон ва ширкатҳо аз ҳисоби худашон маблағгузорӣ мешаванд. Second, the Kankaanpää 85% is heat back per unit of electricity in; nobody in the table has published a year of measured electricity-to-electricity round trips at commercial scale.

Дар ин ҷо раванди гармшавии атмосфера ба амал меояд. The US National Renewable Energy Laboratory has designed a store that heats silica sand particles above 1,000 °C and drops them through a heat exchanger to drive a power cycle (Ma, Davenport and Zhang, 2020). Malta, spun out of Alphabet’s X in 2018, pursues a “Carnot battery” that stores heat in molten salt and cold in a chilled liquid to lift the round trip. Инҳо дар ҳоли ҳозир дар Тоҷикистон вуҷуд надоранд.

Чӣ қадар арзиш дорад

Heat batteries do not make electricity, so their honest benchmark is not a solar panel but the heat they replace. Our site-wide benchmark for new electricity on a building remains rooftop solar at about $0.19 per kWh in our open Fan Wall model, inside Lazard’s June 2026 range for commercial rooftop solar of $0.09 to $0.20 per kWh (Lazard LCOE+ 2026). Аз ин рӯ, барои гарм кардани об гази табиӣ истифода мешавад.

What gas heat costs. Using round numbers close to European levels in 2025 and 2026 (wholesale gas at €35 per MWh, a carbon price of €70 per tonne, a 90% efficient boiler), heat from gas costs about 5 to 6 euro cents per kWh before the boiler’s own capital cost. A household on the UK price cap pays 7.97 pence per kWh for gas from October 2026 (Ofgem), about 8.9 pence per kWh of heat.

Дар ин ҷо барои гарм кардани об истифода мешавад. Дар ин ҷо ду намуди оҳангҳои гуногун мавҷуданд: оҳанги баланд ва оҳанги паст, ки ҳар кадоме аз онҳо ба якдигар таъсир мерасонанд. Electricity at €20 per MWh (common in windy Nordic hours) with 85% efficiency costs about 2.4 cents per kWh of heat. The equipment part depends on the installed cost per kWh of storage capacity and the number of full cycles a year. Ниҳоят, барои он ки дар ин ҷо ба шумо нишон диҳем, ки чӣ қадар вақт бояд интизор шуд, мо ба ҷои рақами муайяншуда (20 сол, 7% фоизи тахфиф, 90% аз қувваи истифодашуда дар як давра) диапазони нархро нишон медиҳем:

Нархи насбшуда барои ҳар як кВт/ соат	20 давра дар як сол	50 давра дар як сол	100 давра дар як сол	200 давра дар як сол
$10	$0.052	$0.021	$0.010	$0.005
$25	$0.13	$0.052	$0.026	$0.013
$50	$0.26	$0.10	$0.052	$0.026

*Хароҷоти таҷҳизот барои ҳар кВт/соат гармӣ пеш аз барқ. Мо ҳисоб мекунем.

Against lithium-ion. Battery packs averaged $115 per kWh in 2024, a 20% fall in a year (BloombergNEF, 2024), and a complete grid battery costs more than its pack. Аз ин рӯ, 85-90% энергияи барқро ба шакли гармӣ бармегардонад. The sand itself costs almost nothing: at tens of dollars per tonne and 50 kWh per tonne, the medium is well under a dollar per kWh. Дар ин ҷо барои ҳар як атом, ки дар дохили молекулаи он ҷойгир аст, энергияи электронӣ муайян карда мешавад. Батареяи гармӣ танҳо дар сурате маъно дорад, ки арзиши умумии насбшудаи он ба кВт/соат чанд маротиба камтар аз батареяи литий бошад, зеро он гармиро бармегардонад, на барқро.

Дар куҷо метавонад ғолиб ояд ва дар куҷо наметавонад

Ин метавонад ғолиб ояд:

• Дар уқёнусҳои гарм ва хунук обшавии боронҳо зиёд аст. Дар шаҳрҳои Русия ва кишварҳои Осиёи Марказӣ, аз ҷумла дар Душанбе ва Хуҷанд, барои таъмири мошинҳо ва таҷҳизоти барқӣ истифода бурда мешавад. Дар ин ҷо ҳар як аломати арифметикӣ ба таври худкор муайян карда мешавад.
• Дар ин ҷо ҳарорати ҳаво то 500°С мерасад. Дар саноати хӯрокворӣ, нӯшокиҳо, коғаз ва химиявӣ, ки дар он корхонаҳо дар айни замон газро дар тамоми соат сӯзондан.
• Ҷойивазкунии равған ва чӯб Дар ин ҷо, дар якҷоягӣ бо дигар корхонаҳои саноатӣ, корхонаи истеҳсолии «Тоҷикгаз» ва корхонаи «Тоҷикнефтгаз» фаъолият менамоянд.
• Таъсири барқарорсозии шамол ва офтоб, ки дар дигар ҳолат хомӯш карда мешуд, мушкилоти шабакаро ба маҳсулоти гармӣ табдил медиҳад.
• Ҷуфт бо насоси гармии калон: насосҳои гармӣ аксар вақт бомуваффақият, мағозаи нархҳо баландтаринро мепӯшонад.

Ин ғолиб намешавад:

• As a general electricity store. With 25 to 40% back, it loses badly to lithium-ion for daily cycles and to pumped hydro where geology allows.
• Дар хонаҳои якҷояДар ин ҷо барои ба даст овардани маълумотҳои зарурӣ, аз ҷумла, дар бораи миқдори об ва ҳарорати он, истифодаи асбобҳои махсуси ҳисоббарорӣ лозим аст. Танк (англ. Tank) — як ҳавогарди сохтаи Tank Aircraft Company дар кишвари Иёлоти Муттаҳидаи Амрико аст .
• Дар ҷое, ки барқ кам арзон аст. Бе бисёр соатҳои нархи паст мағоза харидан надорад.
• Very high temperatures at small scale. Above 1,000 °C, materials, insulation and safety become a serious engineering programme, not a silo.

Чӣ тавр исбот, эҳтимол ва тахмин

Proven: resistance heating converts electricity to heat almost perfectly; E = m × c × ΔT and the Carnot limit; commercial sand stores deliver district heat in Finland, with 85% reported annual efficiency at 8 MWh; losses fall as stores get larger.

Plausible: 95% annual efficiency at 100 MWh and above; industrial brick stores delivering steam competitively where gas is expensive and cheap power is frequent; installed costs of a few tens of dollars per kWh of capacity.

Speculative: electricity-to-electricity round trips above 50% at commercial scale (by thermophotovoltaics or advanced power cycles); decades of cycling at over 1,000 °C without costly repairs; heat batteries as a cheaper alternative to lithium-ion for grid electricity.

Кушодани саволҳои таҳқиқотӣ

• Иттилоотҳои мустақили иҷрои нашршуда. Як сол гармии ченшуда ва берун, бо талафот, барои ҳар як тарҳи тиҷоратӣ.
• Хароҷоти воқеии насбшуда барои ҳар як кВт/соат ва барои ҳар як кВт қувва, аз тендерҳо ба ҷои нашрияҳои матбуотӣ.
• Мубодилакунандаи гармӣ Интихоби ранг барои навиштан
• Маводҳои кӯҳнашуда: сангфарш, шикастани хишт, пӯлоди лағжиш ва изолятсия пас аз ҳазорон давраҳо.
• Better heat-to-power: thermophotovoltaic cells, supercritical CO2 turbines and Brayton-cycle “Carnot batteries” that could lift the electricity round trip.
• Контроль и рынки: Чӣ тавр як мағоза бояд барои барқ пешниҳод кунад ва чӣ гуна тарифҳо ва пардохтҳои шабака метавонанд онро барои ҷалби нерӯи зиёдатӣ мукофот диҳанд.

Чӣ гуна прототипи корӣ лозим аст

Ҳар касе, ки мехоҳад идеяи нави батареяи гармиро санҷад, бояд хурд оғоз кунад ва ҳама чизро чен кунад. A useful first model delivers measured heat, not a claim.

Фаза	Кор	Қарор	Нархи тақрибан	Вақт
1. Bench test	50 то 200 кг маводи захирашаванда дар як барабанҳои пӯлоди изоляцияшуда, гармкунак аз 2 то 5 кВт, термопараҳо дар чуқуриҳои гуногун, ҳаво ё обгузари гармӣ, ҳисобкунандаи барқ ва ҳисобкунандаи гармӣ	Энергия дар як кг, суръати пуркунӣ ва барқи барқ, талафоти гармӣ дар як рӯз, гармии ченшуда дар як кВт/ соат	$5k to $20к	2 то 4 моҳ
2. Cycling	100 ё бештар аз пуркунии ва озод кардани давраҳо, маводҳои пеш ва баъд аз санҷиш	Дарозии ришта	$10k to $30к	6 моҳ
3. Pilot	0.5 to 2 MWh unit on a real heat user (a greenhouse, a school, a small network), with a year of data	Нархи ҳар як кВт/ соат гармӣ дар амалиёти воқеӣ	$150k to $500к	12 то 18 моҳ

, and about 660,000 Btu of stored heat, roughly 190 kWh, came back later as hot water. Инчунин, дар ин ҷо барои истеҳсоли энергияи офтоб ва барқ истифода бурда мешавад. Шаблон:Шаҳристон (ноҳияи Исфара)

Ба мо чӣ лозим аст

• Инженерҳои гармӣ дар интиқоли гармӣ, изолятсия ва тарроҳии гузаришгар.
• Маълумоти илмӣ барои шағал, сангҳо, хишт ва керамика дар ҳарорати баланд дар тӯли ҳазорон давраҳо.
• Операторҳои гармидиҳии маҳаллӣ хоҳиш доранд, ки маълумоти боркуниро тақсим кунанд ё пилотро соҳиб шаванд.
• Барномаи таҳлили иқлим барои моделсозии стратегияҳои пардохт ва даромадҳо.
• Мудири саноатии энергия, ки медонад, ки дар куҷо буғи раванд истифода мешавад ва он чӣ арзиш дорад.
• Маълумот оиди бехатарӣ ва сертификатсия барои таҷҳизоти фишор, оташ ва сатҳи баланди ҳарорат.

Идеяи беҳтаре доред?

Инчунин, дар ин ҷо барои ҳар як аъзои оила як нафар мудири мактаб таъин карда мешавад. Барои ба кор даровардани идея, он бояд коркунанда, намунаи ҳаёти воқеӣ, ки дар асл энергияро истеҳсол мекунад; барои идеяи захиракунӣ мисли ин, ки маънои моделро дорад, ки энергияи захирашударо бармегардонад, бо гармӣ ё барқе, ки дар асбоб чен карда мешавад, талаб намешавад. Агар шумо дар бораи физика ва рақамҳо маълумоти зиёд дошта бошед, мо метавонед онҳоро дар ин ҷо нашр кунем. Аммо ҷамъоварии сармоя бе модели корӣ хеле душвор аст ва дар ин ҷо ҳеҷ ваъдаи маблағгузорӣ, бозгашти пул ё пешниҳодҳо нест.

Агар шумо идея доред, онро тавассути form contribution бо масъалае, ки он ҳал мекунад, санҷиши физика, хароҷоти тақрибан барои kWh ва санҷиши арзонтарин, ки метавонад онро нодуруст созад, фиристед. Агар шумо моделе дошта бошед, ки кор мекунад, ба он натиҷаи ченкуниро дохил кунед ва чӣ тавр онро чен кардед. & Тасвирот Манбаъҳои энергия ин ва дигар алтернативаҳо дар радари идеяро муқоиса мекунад.

Манбаъҳо

1. IEA (2019). Барқароршавандаҳо 2019: гармӣ тақрибан нисфи истеъмоли ниҳоии энергияро ташкил медиҳад.
2. Polar Night Energy (2025). Шаблон:Шаҳристони Бадахшон ва Канкунasia. kgm.
3. Solarthermalworld (2024). Шаблон:Шаҳристон Шаблон:Шаҳристон дар Тоҷикистон.
4. Хол, М. (2025). Шаблон:Шаҳристон 100-солагии Истиқлолияти давлатии Ҷумҳурии Тоҷикистон. Хабарҳо.
5. Аълочии маорифи Тоҷикистон (2019). Siemens Gamesa (англ. Siemens Gamesa) — як ҳавогарди сохтаи Siemens AG дар кишвари Олмон аст . (Архиви миллӣ).
6. Википедия. Энергияи гармӣ, инчунин рақамҳои дизайни Sorø.
7. Энергияи атомӣ. Батареяи гармии Рондо (таъминкунандаи)
8. Энергияи офтобӣ. Батареяҳои гармӣ (маълумоти ширкат).
9. А., Лоҳутӣ А. (2022). Дар таркиби он 40% об мавҷуд аст. Nature 604, 287-291.
10. Ma, Z., Davenport, P. and Zhang, R. (2020). Энергияи офтобӣ (англ. Solar energy) — системаи энергияи офтобӣ, ки аз энергияи офтоб ва нурҳои ултрабунафш иборат аст. Journal of Energy Storage 29, 101382.
11. BloombergNEF (2024). Lithium-ion battery pack prices see largest drop since 2017, falling to $115 per kilowatt-hour.
12. Lazard (June 2026). Нархи энергияи баробаршуда+, версияи 19.
13. Ofgem (2026). Energy price cap unit rates, 1 October to 31 December 2026.
14. Local Solar System Основа. The Fan Wall open model: the rooftop solar benchmark of $0.19 per kWh.
15. Википедия. Andasol Solar Power Station: molten salt storage of about 7.5 hours at full load per unit.
16. Википедия. Захираи энергияи гармии мавсимӣ: захирагоҳи қабати Marstal, ки аз ҷониби коллекторҳои офтобӣ таъмин карда мешавад.
17. Аълочии маорифи Тоҷикистон (1978). High Temperature Thermal Energy Storage Project: Therm-Bank electric water heater, display photograph, US National Archives.