Ludzkość jest wciąż długa droga do wykorzystania czystej energii. W 2014 roku, 71% prywatnych mieszkaniach i Szwajcarii domach ogrzewanych wykorzystania paliw kopalnych, to samo pochodzenie było 60% ciepłej wody zużywanej w gospodarstwach domowych, innymi słowy, można zaoszczędzić znaczne ilości paliw kopalnych, gdy ludzie nauczyli się przechowywać ciepło w słoneczne letnie dni, przechowywać go przez zimę i użyć prostego pstryknięciem przełącznika. Czy to możliwe? Wydaje się, że tak. Po latach badań, EMPA opracowane i jesienią 2016 roku, działa niezawodnie zainstalować skali laboratoryjnej, zdolną do zapewnienia długoterminowego magazynowania energii cieplnej. Ale droga do tego była długa i kręta.
Utrzymanie ciepła wytwarzaną z odnawialnych źródeł energii
Teoretyczną podstawą tej magazynowania ciepła - jest dość prosta. Podczas napełniania wody do kubka, który zawiera wodorotlenek sodowy (NaOH), w postaci stałej lub w postaci skoncentrowanej, temperatura mieszaniny wzrasta. Proces rozpuszczania jest egzotermiczna, to znaczy przechodzi z uwalnianiem energii chemicznej w postaci ciepła. Ponadto, roztwór wodorotlenku sodu, - jest bardzo higroskopijne i mogą absorbować parę wodną. Otrzymaną ciepło kondensacji podgrzewa roztwór dalej.
Odwrotna rozwiązaniem, gdy energia jest dostarczana w postaci ciepła, w rozcieńczonym roztworem wodorotlenku sodu, odparowania wody, po czym roztwór staje się bardziej skoncentrowany, zachowując w ten sposób dodatkową energię. To rozwiązanie może być przechowywana przez wiele miesięcy lub nawet lat, w transporcie kontenerów. Powtarzający się kontakt z wody (pary), będzie uwalniać ciepło zgromadzone wcześniej.
To cała teoria. Ale jeśli eksperyment można przeprowadzić w zlewce, aby zagrać skalę, umożliwiając przechowywanie wystarczającą ilość energii dla potrzeb rodziny? Robert Weber i Benjamin Fiume, naukowcy z Empa, podwinięte rękawy i zabrał się do pracy. Dla jego doświadczenia laboratoryjnego, który jest utrzymywany w Empa oparciu Dubendorf użyli szczelnego pojemnika transportowego, ze środków bezpieczeństwa, ponieważ stężony roztwór wodorotlenku sodu, jest możliwość bardzo korozyjne: Jeśli system wydaje się przepływ, to jest lepiej aby być rozpuszczony pojemnik niż EMPA budynek laboratorium.
Testowanie modelu Laboratorium EMPA
Następnie Fiume doskonały pomysł: lepki ośrodek akumulujący ciepło musi przepływać wzdłuż rury spiralnej pochłaniający rury ścieżki pary wodnej i przepuszczenie wygenerowanego ciepła. Proces odwrotny - środowisko do gromadzenia ładunków - może być również wykonane w taki sposób, że na odwrót. To zadziałało. Najlepszą rzeczą jest to, że Spiralne wymienniki ciepła już istnieją - są one wykorzystywane w podgrzewaczy wody.
W następnym etapie optymalizacji systemu laboratoryjnego było konieczne w celu określenia zakresu wartości stężenia NaOH, które zapewniają optymalną wydajność, jak również temperatura wody na wlocie i wylocie z rury spiralnej.
Podczas konsumpcji zmagazynowanego ciepła, stężenie roztworu wodorotlenku sodu przepływającego przez zewnętrzną rurę wymiennika ciepła zmniejsza się od 50% do 30%, zapewniając ogrzewanie wody w rurze do około 50 stopni, który doskonale nadaje się do ogrzewania podłogowego.
Podczas uzupełniania zasobów energii, 30% roztwór myje spiralę, wewnątrz której przepływa woda, ogrzewano do temperatury 60 stopni (co może zapewnić, na przykład, kolektor słoneczny). W tym przypadku, woda ulatnia się z roztworu, a parę wodną skrapla się i usuwa. Ciepło skraplania przenosi się do sondy geotermalnej, przy czym zachowane. Roztwór w temperaturze na wyjściu z wymiennika ciepła będzie miał stężenie ponad 50%, co jest „naładowanego” za pomocą energii cieplnej.
„Metoda ta pozwala przechowywać energię słoneczną od lata do zimy w postaci energii chemicznej” - mówi Fiume. „I nie wszystkim: zmagazynowane ciepło może być transportowany w postaci stężonego roztworu wodorotlenku sodu, w dowolnym miejscu, które pozwala na elastyczne, żeby go użyć. ” Obecnie poszukuje się dla partnerów przemysłowych, aby stworzyć zwarty system domowej oparty EMPA modelu laboratoryjnego.
Otwórz konto do akcji spółek high-tech handlu.
