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.

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.