Zespół z Uniwersytetu w Nottingham opracowuje nowatorski, niskoemisyjny system magazynowania energii, który ma dostarczać tanie, dostępne na żądanie ciepło do domów i miejsc pracy.
Projekt o wartości 1,3 mln funtów ma na celu pokonanie wyzwań technicznych, które obecnie ograniczają możliwości konwencjonalnych termochemicznych systemów magazynowania energii.
Pilotażowy model nowego termochemicznego systemu magazynowania energii zostanie podłączony do działającej już na niewielką skalę sieci ciepłowniczej w kompleksie Creative Energy Homes na Uniwersytecie Nottingham. Ten testowy demonstrator, który reprezentuje około pięciu lub sześciu budynków w kampusie University Park, zostanie następnie oceniony pod względem efektywności i wydajności.
Jo Darkwa powiedział: „Od 2030 roku poszczególne domy i budynki nie będą mogły korzystać z indywidualnych kotłów gazowych, dlatego potrzebujemy niskoemisyjnych i bezemisyjnych systemów grzewczych, które mogą zastąpić systemy zasilane paliwami kopalnymi. Kluczową alternatywą są miejskie systemy grzewcze, które rozprowadzają ciepłą wodę do wielu nieruchomości poprzez sieci wspólnych rur”.
„Systemy ciepłownicze są korzystne, ponieważ mogą wykorzystywać nadmiar ciepła – darmowy surowiec – z procesów przemysłowych lub zrównoważonych źródeł, takich jak geotermia, do ogrzewania wody dla dużej liczby domów” – dodaje.
Zmienna natura i temperatury niskoemisyjnych źródeł, zarówno krótkoterminowe (dzienne), jak i długoterminowe (sezonowe), oraz niedopasowania między potrzebami a dostępnością energii, sprawiają, że dekarbonizacja jest trudniejsza do osiągnięcia na poziomie pojedynczego budynku.
„Systemy ciepłownicze są idealnie przygotowane do zapewnienia infrastruktury umożliwiającej rozwiązanie tego problemu w środowisku miejskim, ale wymagają odpowiednich urządzeń do magazynowania energii, które mogą poradzić sobie z napływem źródeł o różnej temperaturze; na przykład odpady komercyjne mają znacznie wyższą temperaturę niż ciepło słoneczne. Obecnie dysponujemy ograniczonymi i efektywnymi sposobami magazynowania odzyskanego ciepła odpadowego do późniejszego wykorzystania” – powiedział profesor Darkwa.
Według Uniwersytetu, system obejmuje mechanizm odzyskiwania ciepła i ładowania ciepła o podwójnym działaniu, służący do przechowywania i odprowadzania ciepła. Składa się on również z dwóch fluidalnych pokładów nieorganicznych związków tlenku o bardzo wysokiej gęstości energetycznej. Ciepło może być przechowywane w tym materiale i jest reaktywowane przez reakcję chemiczną.
W ramach projektu poszukuje się najbardziej efektywnego materiału do magazynowania ciepła w celu późniejszego wykorzystania. Podstawowe materiały są dostępne w handlu, ale mówi się, że mają ograniczenia. Część badań finansowanych przez EPSRC ma na celu scharakteryzowanie wszystkich dostępnych materiałów w laboratorium, a następnie zwiększenie ich zdolności przenoszenia ciepła.
Podczas gdy konwencjonalne termochemiczne systemy magazynowania energii wymagają pracy przerywanej, dzięki mechanizmowi i materiałowi, który zostanie opracowany w ramach projektu, proponowany nowy system będzie działał w sposób ciągły przy zmiennych temperaturach.
Profesor Darkwa powiedział: „Aby zmaksymalizować jego dostawy, nowy system będzie w stanie zbierać ciepło z różnych źródeł i o różnych temperaturach. Będzie elastyczny i inteligentny; będzie w stanie wyczuć temperaturę, która jest dostarczana i odpowiednio ją przechowywać. Będzie również stosunkowo tani w eksploatacji w porównaniu z systemami konwencjonalnymi, które przechowują ciepło w dużych zbiornikach wody o stałej temperaturze. Na poziomie gospodarstwa domowego eliminuje to koszty paliw kopalnych oraz obciążenia finansowe związane z zakupem, serwisowaniem i konserwacją kotłów”.
„Nasz system jest zdecentralizowany. Dzięki temu można zminimalizować ilość ciepła traconego przez bardzo długie, komunalne systemy rur grzewczych. Może on zachować energię w stanie zaabsorbowanym, z niemal zerowymi stratami, a więc potencjalnie umożliwiać magazynowanie między sezonami, np. magazynowanie energii słonecznej latem podczas niskiego zapotrzebowania i rozładowywanie zimą podczas wysokiego zapotrzebowania” – dodał.
Trzyletni projekt obejmuje wkład z Wydziału Inżynierii, Szkoły Chemii i Nottingham University Business School.
Źródło: The Engineer
Fot. Pixabay
