Американские исследователи из Техасского университета презентовали новую концепцию так называемых «ледяных батарей», которые в течение ночи замораживают воду или другие вещества, а в день используют сохраненный холод для охлаждения зданий.
Исследование, проведенное под руководством доктора Патрика Шамбергера с кафедры материаловедения и инженерии, предлагает решение ключевых проблем этой технологии, среди прочего, повышение эффективности материалов внутри охладительных систем и увеличение срока их стабильной работы. Шамбергер, в частности, специализируется на исследованиях материалов, используемых для хранения и высвобождения тепловой энергии.
«Технология ледяных аккумуляторов существует уже некоторое время. Но меня интересуют вопросы, связанные с материалами: какой материал подходит для нужной температуры? Можно ли сделать его обратимым? Можно ли сделать его долговременным на 30 лет?» — объясняет руководитель исследования.
Хотя эти системы значительно меньше потребляют электроэнергию в течение дня, они все равно питаются от электросети ночью для охлаждения воды или других веществ. Более крупные системы замораживают около 250 тонн льда каждую ночь.
Исследователи под руководством Патрика Шамбергера разрабатывают гидраты солей и другие соединения, способные хранить и выделять тепловую энергию при наиболее оптимальных для окружающей среды температурах. Адаптируя температурный диапазон этих материалов, разработчики стремятся увеличить энергоэффективность и сделать их более совместимыми не только с системами охлаждения, но и отопительными системами.
«Мы устанавливаем на него определенную температуру, чтобы он был совместим с определенным подходом к интеграции с системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха», — отмечает Патрик Шамбергер.
Одной из самых серьезных технических проблем остается так называемое «фазовое расслоение» — во многих системах на основе гидратов солей материал разделяется на различные твердые и жидкие фазы с разным составом и плотностью. Со временем это может ухудшать характеристики системы. В рамках исследования ученые искали пути решения этой проблемы. Цель — выявить более стабильные составы, способные надежно циклироваться в течение многих лет.
Более общей целью исследователей из команды Шамбергера является создание более гибкой и стабильной энергосистемы. По мере того, как возобновляемые источники энергии, в частности солнечной и ветровой, получают все большее распространение, энергосистема сталкивается с растущей нестабильностью как спроса, так и предложения. Технологии, способные снизить потребление энергии в часы пик, становятся все более важными.
«Мы не хотим решать проблемы электросети, строя новые электростанции. Это очень дорогое решение, и им придется взимать более высокие тарифы в целом», — объясняет Шамбергер.
Накапливая холод в периоды низкой стоимости электроэнергии и используя его в периоды высокого спроса, здания могут снизить расходы на электроэнергию и способствовать стабилизации электросети. Как отмечает Патрик Шамбергер, идеальная система должна быть совместимой с существующими системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и работать автоматически.
Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry
Источник: TechXplore
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: