Europejskie konsorcjum opracowuje system ogrzewania i chłodzenia domów z wykorzystaniem energii słonecznej i geotermalnej
Firmy budowlane dążą do realizacji celu, jakim jest obniżenie emisyjności całego sektora do 2050 roku, co oznacza, że podczas budowy lub ogrzewania budynków do atmosfery nie będzie emitowany dwutlenek węgla. Jest to nie lada wyzwanie. Podjęło je jedno europejskie konsorcjum, które opracowało nowy system ogrzewania i chłodzenia z wykorzystaniem energii słonecznej i geotermalnej, a także przetestowało go w trzech różnych klimatach: na gorącym Cyprze i w Hiszpanii oraz w chłodniejszej Austrii. Zespół projektu TESSe2b, koordynowanego przez www.estsetubal.ips.pt (Politechnikę w Setúbal) w Portugalii, wykazał, że w porównaniu do tradycyjnych systemów ten innowacyjny system dla budynków mieszkalnych może obniżyć zużycie energii o 80–90 %. System wykorzystuje dwa rodzaje energii odnawialnej do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania wody w budynku oraz zaawansowany system magazynowania energii cieplnej. „Korzystamy z większej liczby odnawialnych źródeł energii, a ogrzewanie, chłodzenie i wytwarzanie ciepłej wody użytkowej jest bardziej wydajne niż w przypadku systemów obecnie dostępnych na rynku”, mówi koordynator projektu Luis Coelho. „Rozwiązanie TESSe2b zmniejsza koszty energii i przyczynia się do obniżania emisyjności”.
Magazynowanie na czarną godzinę
Konsorcjum z ośmiu krajów europejskich przetestowało usprawnione materiały zmiennofazowe do produkcji zbiorników do przechowywania energii cieplnej i chłodniczej, aby rozwiązać problem częstego niedopasowania podaży i popytu w zakresie energii w okresach, w których natężenie promieniowania słonecznego waha się w zależności od pory dnia lub roku. „Materiały te wykorzystywane są do magazynowania ciepła utajonego, co jest na ogół bardziej wydajne niż magazynowanie ciepła jawnego”, wyjaśnia Coelho. W ramach projektu opracowano dwa rodzaje materiałów zmiennofazowych – parafiny i uwodnione sole – oraz zaprojektowano rozwiązania dla kolektorów gruntowych pionowych. Dzięki temu udało się zaprojektować większe podziemne magazyny energii cieplnej i zmaksymalizować wydajność gruntowych pomp ciepła. Jednym z najbardziej niezwykłych aspektów rozwiązania TESSe2b jest system kontroli. Opiera się on na samouczącym się algorytmie, któremu można wyznaczać różne cele, takie jak zmniejszenie zużycia energii netto, zminimalizowanie kosztów operacyjnych, zwiększenie poziomu komfortu lub znalezienie kompromisu pomiędzy tymi celami. „System sam się uczy, jaki jest najlepszy sposób działania w różnych warunkach”, mówi Coelho. Zespół projektu wyprodukował kompaktowe zbiorniki magazynowe w różnych kombinacjach, aby umożliwić instalację systemu w istniejących układach ogrzewania, chłodzenia i produkcji ciepłej wody, a także w nowych budynkach. Partnerzy projektu złożyli wniosek o opatentowanie systemu. Trwają już także rozmowy z firmami zainteresowanymi jego zakupem. Zapotrzebowanie na takie systemy istnieje, ponieważ wiele krajów, nie tylko europejskich, dąży do osiągnięcia neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla w ciągu następnych 30 lat. Dane Eurostatu pokazują, że 75 % energii do ogrzewania i chłodzenia jest nadal wytwarzanych z paliw kopalnych, a tylko 19 % ze źródeł odnawialnych. Według raportu „Mapping and Analysis of the Current and Future (2020-2030) heating/cooling fuel deployment (fossils/renewables”) („Mapowanie i analiza obecnego i przyszłego (2020–2030) wykorzystania paliw (kopalnych/odnawialnych) do ogrzewania/chłodzenia”) ogrzewanie i chłodzenie budynków mieszkalnych i instalacji przemysłowych odpowiada obecnie za połowę zużycia energii w UE. „Oczywiste jest, że rynek rozwiązań takich jak nasze znacznie wzrośnie”, podsumowuje Coelho.
Słowa kluczowe
TESSe2b, energooszczędne budynki, obniżenie emisyjności, system magazynowania energii cieplnej, ogrzewanie, chłodzenie, energia odnawialna
