Bilim insanları ısınma maliyetlerini düşürecek sistemi geliştirdi!

ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) araştırmacılarına göre, termokimyasal malzemelerde depolanan enerji, özellikle nemli bölgelerde kapalı alanları etkili bir şekilde ısıtabilir.

YENİ SİSTEMİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Sektör temsilcileri ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan araştırmacılarla birlikte çalışan bilim insanları, termokimyasal malzemeleri (TCM'ler) bir binanın HVAC sistemine entegre etmek için gerçekçi bir konfigürasyon belirledi. Tuz-hidrat TCM'ler, bir binanın ısıtma sistemine yük esnekliği sağlamak için umut verici adaylar olarak kabul ediliyor.

Bu esneklik, ısıtma sistemi için elektrik gereksinimlerinin azaltılmasına veya yükün, elektriğin daha ucuz ve/veya daha temiz olduğu zamanlara kaydırılmasına olanak sağlayabilir.

TCM sırasıyla hidrasyon ve dehidrasyon reaksiyonları yoluyla boşaltılır ve şarj edilir. Tuzun hidratlanması, binayı ısıtmak için kullanılan ısıyı açığa çıkarır ve TCM'yi dehidre etmek veya şarj etmek için günün diğer saatlerinde ısı pompasından ekstra ısı gerekir. Bu da reaktörün su buharı ile etkileşime girmesi gerektiği anlamına gelir. Bu su buharı doğrudan ortam havasından gelebilir, bu durumda TCM açık bir sistemdir.

Ya da TCM, kapalı bir sistem olarak bilinen, havası boşaltılmış izole bir odada olabilir. Bu durumda su buharı, ikinci bir bölmeden buharlaşan sıvı sudan gelir. Açık sistemler daha basittir ancak kış aylarında zorluk çıkarır. Su buharı genellikle azdır ve hidrasyon reaksiyonunu yürütmek için iç mekan havasını kullanmak, soğuk dış hava sınırlı nem​ içerirken binanın nemini rahatsız edici bir seviyeye düşürebilir.

NREL'in Gelişmiş Bina Ekipmanları Araştırma Grubu'nda Kıdemli Araştırma Mühendisi ve bu konudaki yeni makalenin ortak yazarı Jason Woods, "Reaktörü binaya entegre etme şeklimiz sayesinde, bunu evi kurutmadan yapabiliyoruz. Nemin nereden geldiğini düşünmek önemlidir, çünkü nasıl entegre edildiğine bağlı olarak performans önemli ölçüde etkilenebilir" dedi.

TCM reaktörünün modellenmesinde araştırmacılar iç ortam sıcaklığının 21 santigrat derece olduğunu varsaydı. Bağıl nem, reaktörün performansını etkileyen en önemli faktör olarak ortaya çıktı. Araştırmacılar, reaktörün dört iklimde ne kadar iyi çalışacağını hesapladı: Atlanta, New York, Minneapolis ve Seattle.

Woods, "Soğuk havada çok az nem vardır, bu nedenle iç mekanlardaki nem daha düşüktür ve TCM reaksiyonunu yürütmek daha zordur" dedi. Araştırmacılar, daha yüksek nem oranıyla Seattle'daki bir TCM reaktörünün daha yüksek bir termal performansa sahip olacağını hesapladı.

Araştırma, müstakil bir evi göz önünde bulundurmanın yanı sıra, teknolojinin küçük bir otelin lobisinde, orta büyüklükte bir ofis binasında ve hastane hasta odalarında ne kadar iyi çalışacağını da inceledi. Bir TCM sistemi için marjinal sermaye maliyeti, binanın büyüklüğü arttıkça azalıyor ve seviyelendirilmiş depolama maliyetinin (LCOS) kilovat-saat başına 10 sentten daha düşük olduğu tahmin ediliyor.