Công nghệ mới để lưu trữ nhiệt mùa hè để sử dụng vào mùa đông

Tài trợ để nghiên cứu lưu trữ năng lượng nhiệt có thể cắt giảm hóa đơn và thúc đẩy năng lượng tái tạo.

Công nghệ mới có thể lưu trữ nhiệt trong nhiều ngày hoặc thậm chí vài tháng, giúp chuyển dịch về 0 ròng, là trọng tâm của một dự án mới liên quan đến Chương trình Nghiên cứu Trung tâm Xây dựng Hoạt động, do Đại học Swansea dẫn đầu, vừa được tài trợ 146.000 bảng Anh.

Bộ Kinh doanh, Năng lượng và Chiến lược Công nghiệp (BEIS) đang tài trợ cho dự án thông qua chương trình Trình diễn Lưu trữ Năng lượng Thời gian Dài hơn, một phần của Danh mục Đổi mới Net Zero trị giá 1 tỷ bảng Anh (NZIP).

Lưu trữ năng lượng nhiệt – lưu trữ nhiệt để có thể sử dụng khi cần thiết – có khả năng cắt giảm các hóa đơn năng lượng đang tăng cao.

Nó cũng giải quyết một trong những vấn đề chính đối với các nguồn năng lượng tái tạo, được gọi là khả năng gián đoạn: năng lượng gió và năng lượng mặt trời phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Tích trữ năng lượng nhiệt có nghĩa là năng lượng dư thừa được tạo ra vào những thời điểm mà nguồn năng lượng tái tạo dồi dào có thể được lưu trữ và giải phóng để bù đắp sự thiếu hụt trong tương lai.

Dự án có tên là Adsorb (Lưu trữ phân tán nâng cao cho lợi ích của lưới điện), nhằm mục đích chứng minh một hệ thống mô-đun có thể cải thiện hiệu suất năng lượng của một tòa nhà và giảm áp lực lên hệ thống năng lượng quốc gia. Hệ thống có thể được cài đặt vào các thuộc tính mới xây dựng hoặc trang bị thêm vào các thuộc tính hiện có.

Nhóm sẽ đánh giá hai loại công nghệ lưu trữ năng lượng nhiệt tiên tiến khác nhau, cả hai đều đang được tiên phong bởi Đại học Loughborough.

Đầu tiên là Kho lưu trữ hóa chất nhiệt (TCS), có thể cung cấp khả năng lưu trữ trong nhiều tuần – hoặc thậm chí hàng tháng – mà không bị mất nhiệt. Nó hoạt động bằng cách hút nhiệt từ một nguồn nhiệt như máy bơm nhiệt, bộ phận làm nóng điện hoặc bộ thu nhiệt mặt trời để khử nước của vật liệu hoạt động, do đó ‘sạc’ cho kho nhiệt. Sau khi được sạc, hệ thống có thể được làm mát theo nhiệt độ môi trường và năng lượng được lưu trữ. Khi cần thiết, hơi ẩm sẽ được đưa vào, sau đó giải phóng nhiệt để sử dụng trong nhà.

Công nghệ thứ hai là Vật liệu thay đổi pha (PCM). Điều này có tiềm năng cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt hàng ngày ở mật độ lớn hơn nhiều so với các công nghệ truyền thống. Hệ thống PCM cũng sử dụng một nguồn nhiệt, lần này là để làm nóng một kho chứa hóa chất để chuyển vật chất rắn thành dạng lỏng. Tác dụng của việc này là lưu trữ nhiệt tiềm ẩn trong vài ngày. Nhiệt lưu trữ có thể được giải phóng để cung cấp nước nóng hoặc sưởi ấm không gian chỉ bằng cách bơm nước có nhiệt độ thấp hơn qua hệ thống.

Kết hợp với các hệ thống điều khiển thông minh, những công nghệ này có thể giảm đáng kể hóa đơn của người tiêu dùng và giải quyết vấn đề gián đoạn, thúc đẩy năng lượng tái tạo và lấy thêm carbon ra khỏi nguồn cung cấp năng lượng của Vương quốc Anh.

Nguồn vốn mới sẽ hỗ trợ một nghiên cứu khả thi sơ bộ để đánh giá những lợi ích tiềm năng của những công nghệ này.

Chương trình Nghiên cứu Trung tâm Xây dựng Hoạt động sẽ làm việc cùng với Đại học Loughborough, Đại học Sheffield, và Mixergy.

Làm việc với ngành công nghiệp là một yếu tố quan trọng của dự án này. Mixergy mang lại kinh nghiệm quý báu trong việc thương mại hóa các công nghệ sáng tạo được phát triển trong học viện, nhưng họ cũng có chuỗi cung ứng và mô hình phân phối đã được chứng minh có thể giúp những công nghệ này tiếp cận các thị trường chính một cách nhanh chóng.

Sau khi phát triển, ra mắt và phát triển thị trường cho bể nước nóng gia đình thông minh phân tầng, nhóm Mixergy, là một phần của dự án này, cũng đang nghiên cứu cách hệ thống lưu trữ nhiệt thông minh được đề xuất có thể tích hợp với các hệ thống năng lượng trong nước hiện có.

Tiến sĩ Ahsan Khan, Điều tra viên chính của Chương trình Nghiên cứu Trung tâm Xây dựng Hoạt động, cho biết:

“Quá trình khử cacbon bằng nhiệt đơn giản sẽ không diễn ra đủ nhanh nếu không có sự đổi mới trong việc lưu trữ nhiệt. Vì vậy, để thấy BEIS ưu tiên con đường quan trọng này và nhóm lưu trữ nhiệt của chúng tôi đang phát triển các mối quan hệ đối tác công nghiệp để biến những công nghệ này thành hiện thực, có cảm giác như một bước thay đổi lớn trên hành trình đạt tới số không ròng của chúng tôi. ”

Greg Hands, Bộ trưởng Chính phủ Vương quốc Anh, cho biết:

“Thúc đẩy các công nghệ lưu trữ năng lượng về phía trước sẽ là yếu tố quan trọng trong quá trình chuyển đổi của chúng tôi sang năng lượng tái tạo rẻ, sạch và an toàn.

Nó sẽ cho phép chúng tôi khai thác toàn bộ lợi ích từ các nguồn năng lượng tái tạo tự trồng tại nhà, giảm chi phí và chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch dễ bay hơi và đắt tiền. Thông qua cuộc thi này, chúng tôi đảm bảo rằng các nhà khoa học và nhà tư tưởng sáng tạo nhất của đất nước có được sự ủng hộ của chúng tôi để biến tham vọng này thành hiện thực. ”

Theo Scitechdaily