Chojnice są niespełna 40-tysięcznych miastem powiatowym w województwie pomorskim. To tutaj właśnie zrodził się pomysł na niestandardowy pomysł magazynu energii cieplnej. Twórcami są inżynierowie z Terraen, spółki stowarzyszonej z firmą Zremb Chojnice. Wynalazek polega na przechowywaniu nadwyżkowej energii cieplnej w glebie obudowanej betonowymi ścianami. Jest to niespotykane rozwiązanie, ponieważ dotychczasowe techniki magazynowania ciepła polegały raczej na podgrzewaniu i ochładzaniu wody. W tym przypadku mamy do czynienia z czymś, co generuje o wiele mniej strat.
Czytaj też: Jest wielkości magnetowidu, a potrafi magazynować energię. Panele słoneczne wkrótce się bez niego nie obejdą
Jak powstał magazyn energii cieplnej? W wykopanym dole w ziemi zamontowano betonowe ściany i podłogę. Następnie powstałą przestrzeń ponownie zasypano tą samą ziemią. Ciepło jest generowane właśnie w glebie. Warto przypomnieć, że magazyny na energię cieplną kumulują nadwyżki wygenerowane przez kolektory w trakcie słonecznej pogody. Tutaj ten naddatek się przechowywany w glebie z pętlami grzewczymi ze stali nierdzewnej, co pozwala na efektywną wymianę ciepła – tłumaczy nam prezes Zremb Chojnice, Krzysztof Kosiorek-Sobolewski.
Ściany magazynu ponadto nie są zwykłymi płytami betonowymi. Zastosowano tutaj izolację bierną w postaci piany poliuretanowej i izolację aktywną z rdzenia betonowego, w którym zamontowano rury pex stosowane w ogrzewaniu podłogowym. Co ciekawe, w rozwiązaniu nie stosuje się żadnych metali wykorzystywanych dzisiaj na potrzeby chociażby budowy akumulatorów (litu, niklu, manganu itd.) – dominują tutaj komponenty już znane na rynku, ale użyte po prostu w sposób unikalny.
Czytaj też: Jak osiągnąć niezależność energetyczną? Bluetti pokazuje, że magazyn energii niejedno ma imię
Magazyn ciepła zbudowali w ziemi. Pierwszy testy konstrukcji przyniosły niemałe zaskoczenie
Obecnie testowany magazyn ciepła w formie prototypu powstał przy siedzibie firmy w Chonicach i zasila malarnię. Jak dodaje Krzysztof Kosiorek-Sobolewski, jest to jeszcze obiekt testowy, ale już zdążył zaskoczyć parametrami działania:
Podczas naszych pomiarów ostatniej zimy (2022/23, przyp.red.) w dni słoneczne kolektory ogrzewały się do ponad 40-50 st. C i energia ta była bezpośrednio kierowana do ogrzania budynku, a ciepło resztkowe do ogrzania ścian magazynu energii. W naszych teoretycznych rozważaniach nie zakładaliśmy uzysku ciepła w miesiącach listopad-luty. To jeszcze doświadczalny projekt i ciągle traktujemy go jako prototyp, ale pracujący już w warunkach rzeczywistych.
Plany Terraen wybiegają daleko w przyszłość. Okazuje się, że jesienią br. ma powstać drugi, podobny magazyn energii, który będzie połączony z instalacją grzewczą w domu jednorodzinnym wybudowanym w technologii modułowej i o powierzchni ok. 100 m2. Zdaniem twórców, jedynie dzięki działaniu na żywym modelu możemy zainteresować potencjalnych nabywców i inwestorów do naszego rozwiązania.
Firma aplikuje o dotacje na badania i rozwój magazynu energii cieplnej. W działaniach nad wynalazkiem pomaga również Centrum Badawczo-Rozwojowe ARH-PLUS. Projekt również konsultowali naukowi eksperci z termodynamiki i automatyki. Tak czy owak, jeszcze wiele pracy przed inżynierami. Wciąż otwartą kwestią pozostaje fakt, czy zdolność magazynowania ciepła zależy od konkretnego rodzaju gleby. Wszak ta w Chojnicach może być zupełnie inna niż na Podkarpaciu czy Dolnym Śląsku.
Czytaj też: Lepszego magazynu energii chyba nie będzie. Austriacy opracowali przełomowy akumulator
Zdaniem prezesa Zremb Chojnice potrzeba jeszcze co najmniej 1-2 sezonów grzewczych na potrzeby badań, aby odpowiednio sparametryzować wynalazek.
Magazyn energii cieplnej już działa, a czy można tak przechowywać “prąd”?
Czy powyższy magazyn mógłby kiedyś służyć również do przechowywania energii elektrycznej. Zapytany o to Kosiorek-Sobolewski tłumaczy, że na razie firma skupia się na uzysku energii cieplnej i jej wykorzystaniu, ale nie zamyka się na inne rozwiązania w przyszłości.
Dodajmy, że istnieją już konwertery, którzy zamieniają ciepło na prąd. Mowa tutaj o modułach Peltiera wykorzystujące zjawisko termoelektryczne w ciałach stałych, gdzie wydzielana jest lub pochłaniana energia pod wpływem przepływu prądu elektrycznego przez złącze. Niemniej taka technologia nie jest dzisiaj jeszcze powszechna – nieliczne zespoły badawcze prowadzą prace nad jej rozwojem. W Skandynawii testowane są rozwiązania, gdzie energia z paneli fotowoltaicznych jest gromadzona w podgrzanym piasku. Niestety tutaj trzeba wysokich temperatur (500 st. C), co dyskwalifikuje ten projekt w domowym zastosowaniu.
Czytaj też: Fotowoltaika plus nowatorska technologia magazynowania energii. To naprawdę może się udać
Często mawiamy: najprostsze rozwiązania są najlepsze. Do powyższego konceptu magazynu pasuje to powiedzenie, jak ulał. Trzymajmy kciuki za rozwój tej technologii, która pozwoli lepiej zarządzać ciepłem i uniezależni nas od paliw kopalnych czy innych energochłonnych systemów ogrzewania.
