Magazyn Biomasa Aktualności Lód z ciepła, ciepło z lodu

Lód z ciepła, ciepło z lodu

Przez

11 marca 2024

To nie tytuł islandzkiej sagi, ale sposób działania ekologicznego rozwiązania, które gromadzi energię cieplną, chłodzi i ogrzewa. Lód z ciepła, ciepło z lodu – tak właśnie działa Ice Battery System opracowany przez firmę Wentima przy współpracy z Rawlplug i Politechniką Wrocławską, który w przyszłości może być wykorzystywany także w domach.

Reklama

Bateria lodowa

Ice Battery System gromadzi energię, kiedy się to opłaca, a oddaje, kiedy zajdzie taka potrzeba. Wymyślony przez Polaków innowacyjny system akumulacji energii wykorzystywanej do chłodzenia, która jest przechowywana w bateriach lodowych został już wdrożony. To opatentowany wynalazek, który nie ma swojego odpowiednika na całym świecie. Czy rozwiązanie zostanie skomercjalizowane?

Bateria lodowa nie jest tylko i wyłącznie magazynem energii chłodniczej. To kompletny system, który magazynuje również ciepło, a ponadto jest w stanie optymalizować pobory i zużycie energii pod względem kosztowym, bazując na najniższych stawkach za energię elektryczną – mówi Michał Wojsa, pomysłodawca Ice Battery System, właściciel firmy Wentima.

Jak tłumaczy Wojsa, pomysł na opracowanie rozwiązania wziął się wprost z potrzeb rynku. Firma Rawplug miała problem z chłodzeniem swoich układów i instalacji w trakcie letnich upałów. Gdy okazało się, że na rynku nie ma ogólnodostępnych rozwiązań chłodzenia, które nie są wrażliwe na bardzo wysoką temperaturę i wilgotność względną powietrza, Michał Wojsa postanowił sam zbudować prototyp systemu.

Po dwóch latach pracy i serii testów Rawlplug wdrożył we wrocławskim zakładzie opatentowany wynalazek, który nie ma swojego odpowiednika na całym świecie.

Wykorzystanie grawitacji do magazynowania energii OZE? Polacy sprawdzają czy to zadziała

Jak działa bateria lodowa?

Jak tłumaczą konstruktorzy, cały system opiera się na wykorzystaniu rdzeni lodowych. Aby zmagazynować energię potrzebną do chłodzenia, wystarczy zamrozić rdzenie przy wykorzystaniu glikolu. Do procesu zamrażania niezbędna jest energia elektryczna, którą można pobierać np. z instalacji fotowoltaicznych lub z sieci, gdy taryfa jest niższa. Proces ładowania rdzeni lodowych w systemie IBS realizowany jest w czasie nadwyżek energetycznych. Odbiór zmagazynowanej energii, która może być wykorzystywana do chłodzenia następuje z chwilą topnienia lodu.

Skutkiem ubocznym procesu zamrażania rdzeni w Ice Battery jest ciepło zwyczajowo wyrzucane z agregatów wprost do atmosfery. Przy obecnych cenach energii oraz w świetle potwierdzonych zmian klimatycznych nie mogliśmy go zmarnować. Dlatego zmodyfikowaliśmy instalację i teraz ciepłe powietrze z agregatów chłodniczych jest wykorzystywane do ogrzewania hali produkcyjnej – podkreśla Michał Wojsa.

Stąd też instalacja jest świetnym narzędziem do optymalizacji systemów energetycznych w przedsiębiorstwach, przez co wpisuje się w strategię Komisji Europejskiej budynków zwanych Nearly Zero Energy Building oraz w idee Europejskiego Zielonego Ładu. Zakłada on, że kraje UE w 2050 r. osiągną zerowy poziom emisji gazów cieplarnianych i nastąpi oddzielenie wzrostu gospodarczego od zużywania zasobów.

Jak szacuje Michał Wojsa Szacujemy, koszt całej inwestycji zwróci się w niecałe trzy lata.

Bezpieczeństwo energetyczne i ekologia

Możliwość magazynowania energii i wykorzystywania ciepła jest także kluczowa z punktu widzenia bezpieczeństwa energetycznego. W przypadku awarii lub nagłych przerw w dostawie prądu naładowane energią chłodniczą akumulatory są w stanie działać samodzielnie nawet przez kilkanaście godzin.

Kolejną ważną kwestią jest ekologia. Jak zapewniają twórcy systemu, w instalacji nie wykorzystuje się żadnych kwasów ani innych szkodliwych substancji chemicznych, a jedynie stal, wodę, tworzywo sztuczne podlegające pełnemu recyklingowi i glikol propoylenowy, który jest biodegradowalny. Dodatkowo straty energii przy jej przesyle są znikome.

Nasze akumulatory się nie zużywają, jak to ma miejsce w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Serwis ogranicza się jedynie do uzupełniania kilku litrów wody rocznie. Instalacja jest praktycznie bezobsługowa – wyjaśnia Michał Wojsa.

Wysoka efektywność, modułowa budowa

Kwestią przetestowania instalacji i zbadania jej efektywności energetycznej zajęli się naukowcy z Wydziałów Inżynierii Środowiska i Mechaniczno-Energetycznego.

W zakładzie firmy Rawplug zainstalowano sześć modułów Ice Battery o średnicy 1,8 metra i wysokości dwóch metrów każdy. System pobierał prąd głównie w nocy oraz w weekendy, gdy zakład miał zmniejszone zapotrzebowanie na energię elektryczną niezbędną do produkcji. Ice Battery System ma pojemność całkowitą wynoszącą 1,5 megawatogodziny energii wykorzystywanej do ochładzania i ogrzewania.

System charakteryzuje się przede wszystkim ciągłością uzyskiwania praktycznie niezmiennej energii implikowanej do chłodzenia. Pracuje w trybie dobowym niezależnym od sezonu zimowego czy letniego. Uzyskiwana chwilowa moc chłodnicza wynosi 200kW. W instalacji nie ma miejsca na marnowanie nadmiaru energii lub niedobory chłodu w czasie szczytowych wartości temperatury powietrza zewnętrznego. Jest miejsce na przechowywanie energii cieplnej i wykorzystywanie jej wtedy, kiedy jest potrzebna – podkreśla dr inż. Sylwia Szcześniak z Katedry Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza.

Atutem systemu jest także jego modułowa budowa, która pozwala na rozbudowę o kolejne jednostki Ice Battery. Zwiększenie mocy musi jednak być dostosowane do konkretnego zastosowania.

Ekologiczny system także dla domu

Chociaż Ice Battery System został wdrożony w przedsiębiorstwie produkcyjnym, to jego konstruktorzy podkreślają, że w przyszłości to rozwiązanie będzie można również zaimplementować w gospodarstwach domowych. Współpracuje bowiem z pompami ciepła i instalacjami fotowoltaicznymi magazynując energię oraz optymalizując koszty jej wytworzenia.

Wysoki poziom życia przekłada się na zużycie ogromnych ilości energii elektrycznej i cieplnej, która musi być dostarczana do budynków. Wszyscy już doskonale wiemy, że produkcja energii z wykorzystaniem paliw kopalnych wkrótce musi stać się historią. Cały świat podąża w kierunku skutecznego wykorzystywania tzw. odnawialnych źródeł energii, a takie modułowe baterie lodowe są innowacyjnym rozwiązaniem w tym zakresie – zaznacza dr inż. Sylwia Szcześniak.