ابتكار فريد لتخزين الطاقة في القطاع السكني لفترات طويلة
Source Image: Swansea University
قامت مجموعة بحثية من جامعة سوانسي في المملكة المتحدة بتطوير نظام تخزين حراري متعدد الوسائط يمكن تثبيته في المنازل الجديدة أو في المباني الحالية لتوفير و تخزين الحرارة بشكل موسمي ولفترات طويلة. حيث يستخدم النظام الطاقة الشمسية لتشغيل مضخة حرارية أو عنصر تسخير كهربائي اخر ليتم انتاج الحرارة وتخزينها بواسطة طريقتين من طرق التخزين الحراري: الأولى تعتمد على نظام التخزين الكيميائيي الحراريي (TCS) و الطريقة الثانية تعتمد على نظام التخزين بالتغيير الطوري (PCM).
حيث سيقوم الفريق البحثي بتقييم نوعين مختلفين من تقنيات تخزين الطاقة الحرارية المتقدمة وكلاهما قد تم تطويره بشكل كامل في جامعة لوبورو:
الطريقة الأولى هي التخزين الكيميائي الحراري (TCS): والذي يمكن عن طريقه تخزين الحرارة لأسابيع – أو حتى أشهر – دون فقدان الحرارة بشكل كبير. حيث يعمل عن طريق سحب الحرارة من مصدر حراري مثل المضخة الحرارية أو عنصر التسخين الكهربائي أو المجمع الحراري الشمسي لتجفيف مادة نشطة وهو مايسمى بعملية الشحن أو التخزين الحراري. وبعد ذلك عند الحاجة يتم إعادة إدخال الرطوبة مما يؤدي بعد ذلك إلى إطلاق الحرارة من هذه المادة النشطة لاستخدامها لتسخين الماء أو التدفئة داخل المنزل وهو مايعرف بعملية التفريغ.
الطريقة الثانية هي مادة التغيير الطوري (PCM): تعتبر هذه المادة لديها القدرة الكبيرة على توفير التخزين اليومي للطاقة الحرارية بكثافة أكبر بكثير من التقنيات التقليدية. حيث يستخدم نظام PCM لتسخين الوسط الكيميائي لتحويل المادة الصلبة إلى شكلها السائل وهو مايعرف بعملية الشحن. وبعد ذلك يتم الاحتفاظ بهذه الحرارة الكامنه لعدة أيام. وعند الحاجة للاستفادة من الحرارة يمكن ببساطة ضخ الماء بدرجة حرارة منخفضة عبر النظام و إطلاق الحرارة المخزنة لتخسين الماء أو لتدفئة البيت.
قام Barthorpe و فريقه البحثي ، الذي يضم علماء من جامعة Loughborough وجامعة Sheffield و أخصائي المضخات الحرارية في المملكة المتحدة Mixergy Ltd ، بتأمين تمويل بقيمة 146000 جنيه إسترليني من وزارة الأعمال والطاقة والاستراتيجية الصناعية في المملكة المتحدة (BEIS) لمواصلة تطوير هذه المنظومة لتخزين الطاقة الحرارية و التي تم تصميمها لتوفير تخزين حراري لمدة تصل إلى أشهر في كل مرة شحن و تفريغ وبدون خسائر دائمة. مما سيوفر في تكلفة استهلاك الطاقة في المباني والقطاع السكني.
يقدر الفريق البحثي أنه في حال تفعيل هذا النظام لتخزين الحرارة فإنه يمكن لأصحاب المنزل الاستفادة من توفير حوالي 300 جنيه إسترليني سنويًا في حالة تثبيت وحدة واحدة تخزين حرارية تعمل بطريقة TCS أو PCM. ولكن الكثيرين يعتقدون أنه مازال هذا النظام يحتاج إلى المزيد من الجهود لتطوير أنظمة التحكم و التحقق من دراسة الجدوى وعرض نماذج مختلفة تناسب شرائح استهلاكية مختلفة في القطاع السكني و قطاع المباني.
