Istraživači sa norveškog instituta SINTEF, u saradnji sa švajcarskom kompanijom COWA Thermal Solutions, razvili su novo, kompaktnije rešenje za skladištenje toplote - takozvane "termalne baterije" koje se mogu puniti u periodima jeftine električne energije i koristiti kada za to postoji potreba.
Hidrati soli imaju ključnu ulogu u ovom istraživanju (Foto: SINTEF)
Galina Simonsen, viši istraživač u SINTEF-u, objašnjava da ove baterije funkcionišu kao termalni akumulatori: čuvaju toplotu proizvedenu toplotnom pumpom i kasnije je oslobađaju. To omogućava efikasniju upotrebu energije, veću udobnost i bolju kontrolu nad grejanjem doma.
Jedna od glavnih prednosti ovog sistema jeste brz odziv - baterije se brzo pune i efikasno isporučuju toplotu, što je naročito korisno u situacijama kada više ljudi koristi toplu vodu u kratkom vremenskom razmaku ili kada se grejanje aktivira rano ujutro tokom hladnih dana.
Oglas
Finansijski aspekt je takođe značajan - skladištenjem toplote u periodima kada je električna energija jeftinija ili proizvedena iz obnovljivih izvora, korisnici mogu smanjiti ukupne troškove grejanja.
Ključna uloga hidrata soli
Za razliku od klasičnih rešenja, nova tehnologija koristi hidrate soli - supstance koje u svojoj strukturi vezuju vodu i reaguju specifično na promenu temperature. Ovi materijali pripadaju grupi tzv. fazno promenljivih materijala (PCM - Phase Change Materials), koji tokom prelaska iz čvrstog u tečno stanje (i obrnuto) mogu da akumuliraju i oslobađaju velike količine toplote.
Simonsen pojašnjava da termalne baterije funkcionišu slično sunđerima: pri zagrevanju prelaze u tečno stanje i skladište toplotu, dok se pri hlađenju ponovo učvršćuju i oslobađaju energiju. U poređenju s vodom, ovi materijali mogu da čuvaju višestruko više energije i održavaju stabilniju temperaturu tokom dužih perioda.
Ušteda prostora i bezbedna primena
Jedna od ključnih prednosti jeste kompaktnost - baterije na bazi hidrata soli zauzimaju i do četiri puta manje prostora od klasičnih bojlera, a istovremeno nisu zapaljive, netoksične su i cenovno pristupačne. Zbog toga predstavljaju bezbedno i praktično rešenje za upotrebu u domaćinstvima.
Projekat Sure2Coat: Industrijska saradnja širom Evrope
Nova rešenja razvijena su u okviru evropskog projekta Sure2Coat, koji okuplja 14 partnera iz sedam zemalja. Fokus projekta je razvoj i primena naprednih metoda površinske obrade metala, sa ciljem smanjenja potrošnje energije, materijala i emisije CO2 u proizvodnji.
U okviru ovog projekta, COWA Thermal Solutions se fokusirala na poboljšanje stabilnosti i dugotrajnosti hidrata soli dodavanjem posebnih aditiva, dok je SINTEF radio na povećanju efikasnosti samih baterija.
Korišćenjem tankih rashladnih rebara napravljenih od recikliranog aluminijuma, efikasnost baterija povećana je sa 65% na 85%, dok je vreme punjenja smanjeno za više od 70%, a vreme oslobađanja toplote skraćeno za više od 80%.
Reciklirani aluminijum i inovativne zaštitne obloge
Aluminijum korišćen u konstrukciji baterija je lagan, dobro provodi toplotu i jednostavan je za obradu, ali njegova reciklirana forma može sadržati nečistoće koje povećavaju rizik od korozije.
Da bi se rešio ovaj problem, istraživači su primenili tehnologiju plazma elektrolitičke oksidacije (PEO), koja formira tanki, keramički sloj na površini aluminijuma i time ga štiti od agresivnog delovanja hidrata soli.
Simonsen upoređuje ovu oblogu sa slojem koji se koristi na tiganjima sa nelepljivom površinom - izuzetno je otporan i produžava vek trajanja baterije.
