Polscy badacze zbudowali baterię lodową

Oprócz nowych źródeł energii potrzebne są również metody magazynowania energii. Niestety istnieje wąskie gardło, ponieważ typowe akumulatory nie są zbyt dobre w magazynowaniu dużych ilości energii elektrycznej i nie dotyczy to tylko samochodów elektrycznych.

Energia jest jednak wykorzystywana na różne sposoby i może być również magazynowana na różne sposoby. Jedną z jej form jest energia cieplna, wykorzystywana m.in. w niezliczonych procesach produkcyjnych. Dlatego też podejmuje się próby magazynowania tej formy energii na różne sposoby.

Jedną z metod są tzw. baterie lodowe. Urządzenie tego typu opracowali eksperci firm Wentima i Rawlplug we współpracy z pracownikami Politechniki Wrocławskiej. Rozwiązanie zostało zintegrowane z procesem produkcyjnym tej ostatniej firmy.

System Ice Battery pobiera energię elektryczną wtedy, gdy jest najtaniej, np. w nocy, i wykorzystuje ją do przekształcenia czynnika roboczego w stan stały, czyli jego zamrożenia. Czasami, gdy trzeba zapłacić więcej za prąd, włącza się rozmrażanie i uwalniane jest ciepło.

Firma instalująca akumulator zużywa w swoich procesach produkcyjnych duże ilości ciepła.

„System baterii lodowej wykorzystuje przemiany fazowe do magazynowania energii chłodzącej. Bateria pozwala na efektywniejsze zarządzanie energią. Rozładowujemy, gdy zużycie energii i ceny są wyższe. Urządzenie pełni zatem funkcję stabilizatora, bezpiecznika energetycznego, który pozwala dostosować zużycie energii do taryf, gdyż większość firm płaci więcej za energię w dzień niż w nocy. System baterii lodowych pozwala na efektywniejsze, a co za tym idzie, bardziej przyjazne dla środowiska, zarządzanie energią w godzinach pracy w godzinach szczytu i poza szczytem” – mówi jeden z konsultantów wynalazku, dr Piotr Piechota z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Energetycznej Uniwersytetu Wrocławskiego. Politechnika Wrocławska.

I dodaje: «Ciepło odzyskane z akumulatora wykorzystywane jest na przykład w procesach wtrysku, podczas których podgrzewane są specjalne formy wtryskowe. Proces musi zachodzić w określonej i stabilnej temperaturze.”

Należy pamiętać, że akumulator może pobierać energię także ze źródeł innych niż sieć. Zainstalowane już urządzenie wykorzystuje np. nadwyżki energii wytwarzanej przez lokalne panele fotowoltaiczne. Może jednak także gromadzić tzw. ciepło odpadowe powstające w różnych fabrykach w wyniku procesów produkcyjnych. Przykładowo, dzięki pobraniu energii z taryfy nocnej oraz nadwyżce z paneli fotowoltaicznych, według konserwatywnych założeń, Rawlplug w ciągu roku udaje się zaoszczędzić energię równą energii, którą zużywa przez 56 dni.

Twórcy wynalazku podkreślają także jego inną dużą zaletę. Wyjaśniają, że bateria składa się głównie z wody, plastiku i stali, co oznacza, że ​​łatwo ją wyrzucić. Taka potrzeba jest jednak rzadka, ponieważ w przeciwieństwie do akumulatorów elektrycznych zużycie akumulatora lodowego jest znikome. Twórcy Ice Battery podają, że dzięki modułowej budowie jego podłączenie do systemu produkcyjnego nie wymagało żadnych przeróbek. Dr Piechota dodaje, że system zawsze musi być zoptymalizowany pod daną aplikację.

«Akumulator jest jednym z elementów całego systemu energetycznego przedsiębiorstwa, dlatego konieczne jest dostosowanie jego parametrów do cyklu produkcyjnego, w tym przypadku aby zapewnić ciągłość i stabilność całego procesu. To było także zadanie naszego zespołu; wykonujemy pomiary, pełnimy rolę konsultantów w kwestiach metrologicznych oraz sporządzamy bilans energetyczny systemu” – mówi Piechota.

„Magazynowanie energii w postaci dodatniej (moc grzewcza) i ujemnej (moc chłodnicza) jest wykorzystywane od wielu lat. Obecnie jednak zapotrzebowanie na tego typu magazyny energii wzrosło – mówi profesor Tadeusz Bohdal, kierownik Katedry Energetyki Politechniki Koszalińskiej i ekspert w dziedzinie technologii ogrzewania i chłodzenia, nie związany z inż projekt.

«Zgodnie z opisem nowego rozwiązania technicznego podanym przez autorów, w przypadku wystąpienia nadwyżki produkcji energii elektrycznej, nadwyżka ta wykorzystywana jest przez instalację chłodniczą do obniżenia temperatury innego medium (np. wody) i jego zamrożenia. Następnie +zimno+ ulega akumulacji. W przypadku zapotrzebowania na energię chłodniczą proces ulega odwróceniu i czynnik termojądrowy chłodzi przestrzeń, która tego potrzebuje” – mówi Bohdal.

I dodaje: „Nowością są szczegółowe rozwiązania poprawiające efektywność energetyczną tych procesów. Autorzy jednak ich nie ujawniają, tłumacząc to tajemnicą patentową. Odwrócenie procesu zawsze wiąże się ze stratami energii. Autorzy nie podają (ile energii tracą – przyp. red.). Deklarowany zysk na poziomie 20 proc. wynika zapewne z cen energii w różnych okresach (stawki nocne i dzienne). W skrócie: stary pomysł, nowe rozwiązanie. Proponowana metoda może przynieść znaczne korzyści w skali przemysłowej, jednak firma musi wykorzystać znaczne ilości mocy chłodniczych.

PAP – Nauka w Polsce, Marek Matacz

mat/ zan/ kap/

tr. RL