طورت شركة SINTEF النرويجية نظام تخزين حراري قائم على مواد تغيير الطور (PCM) لدعم إنتاج الطاقة الكهروضوئية وتقليل أحمال الذروة. تحتوي حاوية البطارية على 3 أطنان من الشمع الحيوي السائل المصنوع من الزيوت النباتية، وتتجاوز حاليًا التوقعات في المصنع التجريبي.
نجح معهد الأبحاث النرويجي المستقل SINTEF في تطوير بطارية تعتمد على PCM قادرة على تخزين طاقة الرياح والطاقة الشمسية كطاقة حرارية باستخدام مضخة حرارية.
تستطيع مادة PCM امتصاص وتخزين وإطلاق كميات كبيرة من الحرارة الكامنة ضمن نطاق درجة حرارة معين. وتُستخدم غالبًا في الأبحاث لتبريد وتدفئة الوحدات الكهروضوئية.
صرح الباحث أليكسيس سيوالت لموقع pv.com قائلاً: "يمكن للبطارية الحرارية استخدام أي مصدر حرارة، طالما أن سائل التبريد يُغذي البطارية الحرارية ويزيل الحرارة منها". وأضاف: "في هذه الحالة، يُعد الماء وسيط نقل الحرارة لأنه مناسب لمعظم المباني. كما يمكن استخدام تقنيتنا في العمليات الصناعية باستخدام سوائل نقل الحرارة المضغوطة، مثل ثاني أكسيد الكربون المضغوط، لتبريد أو تجميد العمليات الصناعية".
وضع العلماء ما يسمونه "بطارية حيوية" في حاوية فضية تحتوي على ثلاثة أطنان من مادة PCM، وهي شمع حيوي سائل مصنوع من الزيوت النباتية. يُقال إنه يذوب عند درجة حرارة الجسم، ويتحول إلى مادة بلورية صلبة عند انخفاض درجة حرارته إلى أقل من 37 درجة مئوية.
يُحقق ذلك باستخدام 24 لوحة عازلة تُطلق الحرارة في مياه المعالجة، وتعمل كناقلات للطاقة لتحويلها بعيدًا عن نظام التخزين، كما أوضح العلماء. «تجعل مادة PCM والألواح الحرارية معًا Thermobank مضغوطًا وفعالًا».
تمتص مادة PCM كمية كبيرة من الحرارة، فتتغير حالتها الفيزيائية من صلبة إلى سائلة، ثم تطلق الحرارة مع تصلب المادة. بعد ذلك، تُسخّن البطاريات الماء البارد وتُطلقه في مشعات المبنى وأنظمة التهوية، مما يُوفر هواءً ساخنًا.
قال سيفو: "كان أداء نظام تخزين الحرارة القائم على مادة PCM مطابقًا تمامًا لتوقعاتنا"، مشيرًا إلى أن فريقه يختبر الجهاز منذ أكثر من عام في مختبر ZEB، الذي تديره الجامعة النرويجية للأبحاث والتكنولوجيا (NTNU). وأضاف: "نستخدم أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية للمبنى. كما وجدنا أن النظام مثالي لما يُسمى بـ"ذروة الاستهلاك".
وبحسب تحليل المجموعة، فإن شحن البطاريات الحيوية قبل أبرد وقت من اليوم يمكن أن يساعد بشكل كبير في تقليل استهلاك شبكة الكهرباء مع الاستفادة من تقلبات الأسعار الفورية.
ونتيجةً لذلك، يُعدّ النظام أقل تعقيدًا بكثير من البطاريات التقليدية، ولكنه غير مناسب لجميع المباني. ونظرًا لحداثة هذه التقنية، لا تزال تكاليف الاستثمار فيها مرتفعة، وفقًا للمجموعة.
وبحسب شركة سيفو، فإن تقنية التخزين المقترحة أبسط بكثير من البطاريات التقليدية لأنها لا تتطلب أي مواد نادرة، وتتمتع بعمر طويل، وتتطلب الحد الأدنى من الصيانة.
وأضاف أنه "في الوقت نفسه، فإن تكلفة الوحدة باليورو لكل كيلوواط/ساعة قابلة للمقارنة بالفعل أو أقل من تكلفة البطاريات التقليدية، التي لم يتم إنتاجها بكميات كبيرة بعد"، دون الخوض في التفاصيل.
طوّر باحثون آخرون من SINTEF مؤخرًا مضخة حرارية صناعية عالية الحرارة، تستخدم الماء النقي كوسط تشغيل، تصل درجة حرارته إلى 180 درجة مئوية. وصفها فريق البحث بأنها "أكثر مضخة حرارية سخونة في العالم"، ويمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من العمليات الصناعية التي تستخدم البخار كناقل للطاقة، ويمكنها خفض استهلاك الطاقة في المنشأة بنسبة تتراوح بين 40% و70%، بفضل قدرتها على استعادة الحرارة المهدرة منخفضة الحرارة، وفقًا لمبتكرها.
This content is copyrighted and may not be reused. If you would like to partner with us and reuse some of our content, please contact editors@pv-magazine.com.
لن ترى هنا أي شيء لا يعمل بشكل جيد مع الرمال ويحتفظ بالحرارة في درجات حرارة أعلى، وبالتالي يمكن تخزين الحرارة والكهرباء وإنتاجها.
بإرسال هذا النموذج فإنك توافق على استخدام بياناتك بواسطة مجلة pv لنشر تعليقاتك.
سيتم الكشف عن بياناتك الشخصية أو مشاركتها مع جهات خارجية فقط لأغراض تصفية البريد العشوائي أو حسب الضرورة لصيانة الموقع الإلكتروني. لن يتم نقل أي بيانات أخرى إلى جهات خارجية إلا إذا كان ذلك مبررًا بموجب قوانين حماية البيانات السارية أو إذا كان القانون يلزم pv بذلك.
يمكنك إلغاء هذه الموافقة في أي وقت مستقبلاً، وفي هذه الحالة سيتم حذف بياناتك الشخصية فورًا. وإلا، فسيتم حذفها في حال معالجة سجل البيانات الشخصية لطلبك أو استيفاء غرض تخزين البيانات.
إعدادات ملفات تعريف الارتباط على هذا الموقع الإلكتروني مُعَيَّنة على "السماح بملفات تعريف الارتباط" لضمان أفضل تجربة تصفح. إذا واصلت استخدام هذا الموقع دون تغيير إعدادات ملفات تعريف الارتباط، أو نقرت على "قبول" أدناه، فأنت توافق على ذلك.