Polacy zbudowali baterię lodową. Ten wynalazek w ekonomiczny sposób chłodzi i ogrzewa dom
Czy coś, co jest z założenia zimne, może służyć jako ogrzewanie? Ice Battery System, zaprojektowany przez specjalistów z Wrocławia, może stać się sposobem na magazynowanie energii. Wykorzystując najprostsze i ekologiczne składowe magazynuje energię chłodniczą i cieplną. System zakończył z sukcesem testy wielkoskalowe. Czy wejdzie do masowej produkcji?
W tym artykule:
Stal, woda, tworzywo sztuczne z odzysku i glikol propoylenowy. Na tych czterech składnikach bazuje Ice Battery System, czyli urządzenie pozwalające magazynować energię chłodniczą i cieplną. Zbudowała je polska firma we współpracy z Politechniką Wrocławską. Jak działa ten wynalazek?
Zamrozić, by ogrzać
– W każdym zasobniku jest rdzeń, a w nim roztwór wodny z rodnikami przyspieszającymi krystalizację – wyjaśnia Michał Wojsa z firmy Wentima oraz Ice Battery System, który odpowiada za optymalizację zużycia i zarządzania energią cieplną i chłodniczą.
– Gdy chcemy zmagazynować energię chłodniczą, po prostu zamrażamy rdzenie, wykorzystując do tego glikol. Do tego oczywiście jest potrzebna energia elektryczna, ale rdzenie mogą być zamrażane w nocy, gdy taryfa jest niższa. Energia może pochodzić też bezpośrednio z ogniw fotowoltaicznych – dodaje pomysłodawca.
Naukowcom udało się bezprzewodowo przesłać na Ziemię energię z kosmosu. Czy powstaną orbitalne elektrownie?
Pierwszą osobą, która zaproponowała budowę orbitujących elektrowni solarnych był sam Isaac Asimov. Ale trzeba było ponad 80 lat, by jego pomysł zaczął zmieniać się w rzeczywistość. N...
Tak pozyskana energia chłodnicza może być wykorzystywana w kolejnych dniach do obniżania temperatury w pomieszczeniach. Ale to nie wszystko. System składa się zarówno z „baterii” chłodzącej, jak i grzewczej.
– Gdy wytwarzamy chłód, powstaje potężna ilość ciepła. Zwykle jest ono po prostu oddawana do środowiska. Ale my uznaliśmy, że ten „darmowy skutek uboczny” spożytkujemy i zmagazynujemy energię cieplną w tzw. heat battery. Oznacza to, że wykorzystując tę samą energię elektryczną możemy jednocześnie zmagazynować energię chłodzącą i tę cieplną, a następnie zarządzać nimi według potrzeb – tłumaczy Michał Wojsa.
Wielki magazyn energii
System był przez rok testowany w zakładzie produkcyjnym Rawlplug we Wrocławiu. W zakładzie zainstalowano sześć zbiorników o średnicy 1,8 metra i wysokości dwóch metrów. System pobierał prąd głównie w nocy oraz w weekendy, gdy zakład nie potrzebował energii do prowadzenia produkcji. Wykorzystywano również ogniwa fotowoltaiczne.
Sześć zbiorników zapewniło zakładowi 1,5 megawatogodziny energii. Dla porównania wylicza się, że dom jednorodzinny, w którym mieszkają cztery osoby, zużywa w ciągu roku 4200 kilowatogodzin energii elektrycznej.
– Zapotrzebowanie na energię elektryczną rośnie. Jej ceny również. W dodatku linie przesyłowe są przestarzałe i niewydajne, co powoduje, że część energii pozyskiwana dzięki źródłom odnawialnym, nie jest wykorzystywana. Potrzebny jest skuteczny i bezpieczny sposób magazynowania jej. Tak, by w chwili, gdy na przykład zakłady przemysłowe, wielkie biurowce, ogromne galerie handlowe zaczynają pracę, nie dochodziło do pików energetycznych. Wykorzystanie zmagazynowanej energii chłodniczej i cieplnej pozwala na zmniejszenie poboru energii elektrycznej w danej chwili – mówi pomysłodawca.
Algorytmy zarządzające energią
Weźmy przykład wielkich biurowców, w których pracuje nawet kilka tysięcy osób. W takich miejscach klimatyzacja lub ogrzewanie działają non stop. Do tego oczywiście cały sprzęt komputerowy, serwerownie i masa innych urządzeń nieustannie pobierających energię. W tym coraz popularniejsze samochody elektryczne, które pracownicy firm chętnie ładują w momencie, gdy są właśnie w pracy.
To wszystko powoduje ogromny pobór mocy. A gdyby tak zmniejszyć go wykorzystując zmagazynowaną wcześniej energię chłodniczą i cieplną, którą można zarządzać i dopasowywać do swoich potrzeb? Takie rozwiązanie zwiększyłoby bezpieczeństwo energetyczne.
Najbardziej optymalnym rozwiązaniem byłoby połączenie tego typu systemu z wydajnymi algorytmami. Mogą one samodzielnie podejmować decyzje, w którym momencie najkorzystniej byłoby naładować baterię. A także oceniać, jakie jest zapotrzebowanie w danej chwili na energię chłodzącą lub grzewczą.
– Pracę nad tego typu oprogramowaniem już trwają. W takiej sytuacji system musiałby być podłączony do centralnego termostatu. Algorytmy powinny regularnie monitorować zarówno prognozy pogody, jak też komunikaty z zakładów energetycznych. Samodzielnie podejmowałyby decyzję, kiedy zamrozić rdzenie, a kiedy oddać chłód lub ciepło. Mamy nadzieję na wprowadzenie takiego oprogramowania w przeciągu najbliższych lat – mówi Michał Wojsa.
W tej chwili system jest skierowany przede wszystkim dla firm przemysłowych. Skonstruowany jest tak, by w razie zwiększenia zapotrzebowania na energię chłodniczą i cieplną można było dołączać kolejne zbiorniki. Ale czy tego typu system ma szansę trafić do odbiorców indywidualnych? Zdaniem twórcy Ice Battery System, przeciętny dom potrzebowałby jednego zbiornika o wielkości 80 na 200 cm. Przy założeniu, że system byłby podłączony do paneli słonecznych, mogłoby się okazać, że koszt ogrzewania i chłodzenia domu spadłby niemal do zera.
Źródło: Wentima.
Nasz ekspert
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.