خزان ذكي لتخزين الحرارة بأكثر كفاءة وأقل مساحة يصلح للمنازل والمصانع

إذا كان لديك ألواح كهروضوئية، فأنت تعلم مدى ملاءمة تخزين بعض الطاقة لتلك الأوقات التي لا تشرق فيها الشمس. توليد الطاقة واستهلاكها لا يحدثان في نفس الوقت، ولهذا السبب من الضروري أن تكون قادرًا على تخزين الحرارة.

ومع ذلك ، تعد المساحة قيدًا رئيسيًا، حيث يصعب ملاءمة أنظمة تخزين الطاقة التي لديها سعة كافية في المباني. يمكن أن يؤدي النهج المختلف الذي تقدمه شركة مجرية الآن إلى تغيير قواعد اللعبة.

تعمل HeatVentors منذ ما يقرب من عقد من الزمان على تقنية تخزن الطاقة بشكل أكثر كفاءة وتوفر أيضًا مساحة كبيرة، حيث تعمل الشركة بمواد متغيرة الطور، هذه مواد قادرة على امتصاص أو إطلاق الكثير من الحرارة عند تغيير حالتها الفيزيائية، الخيارات الأخرى في السوق التي تخزن الطاقة تستفيد من الماء.

الحل الذي صممته الشركة المجرية يسمى HeatTank، هذا منتج يقدم بطارية حرارية جديدة توفر طريقة جديدة لتخزين الطاقة وإدارتها، توضح رايت فاركاس ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة HeatVentors: “يتيح لنا استخدام المواد المتغيرة الطور تخزين الحرارة في شكل أكثر تركيزًا”.

جنبًا إلى جنب مع دراساتها في الهندسة الميكانيكية، جعلت تجربتها في المنظمات متعددة الجنسيات شركة HeatVentors من تصعيد لعبتها والفوز في النهاية بالعديد من الجوائز، على سبيل المثال ، فازت الشركة بنسخة 2017 من  Power Up، وهي مسابقة للشركات الناشئة في مجال الطاقة عقدها  المعهد الأوروبي للابتكار والتكنولوجيا .

يعمل HeatTank مع كل من أنظمة التدفئة والتبريد، يتيح تصميمه الحاصل على براءة اختراع أن يكون أصغر بنسبة 90 % من تقنيات التخزين الأخرى التي تستخدم المياه، ما هو أكثر من ذلك، فإنه يمكن تخزين المزيد من الطاقة في حين لا يزال الحد من CO 2 الانبعاثات.

بالإضافة إلى الخزان، تراقب وحدة التحكم مستويات الطاقة المخزنة في الخزان، حيث يمكن أيضًا ربط برنامج HeatVentors الحاصل على براءة اختراع بأنظمة المنزل الذكي، أثناء مرحلة الشحن – التي تحدث عندما يكون هناك فائض من الطاقة الحرارية – يخزن النظام إما الطاقة الساخنة أو الباردة – اعتمادًا على الغرض الذي يتم استخدامه من أجله، في الحالة الأولى، تصبح مادة تغيير الطور صلبة ، وتذوب عند تخزين الطاقة الساخنة.

بمجرد الحاجة إلى مزيد من الطاقة، يمكن للمستخدم الاعتماد على المصادر الموجودة داخل الحاوية.

في مرحلة التفريغ المزعومة، تعمل المادة في الاتجاه المعاكس، حيث تذوب الطاقة الباردة وتتصلب الطاقة الساخنة، “لا يرجع ابتكارنا إلى المادة نفسها، حيث لدينا موردين مختلفين لمواد متغيرة الطور، ولكنه يرجع إلى هيكل نظام التخزين. ويؤكد فاركاس أن HeatTank يزيد من مساحة سطح المبادل الحراري ، وبالتالي يحسن أدائه.

أنظمة التبريد تعمل على النحو الأمثل  

في حين أن المبدأ الكامن وراء التكنولوجيا لا يزال كما هو، تقوم HeatVentors بتخصيص تقنيتها وفقًا للإعدادات المختلفة التي يجب دمجها فيها، على سبيل المثال، تحتاج أنظمة التدفئة إلى مواد مختلفة متغيرة الطور لأنظمة التبريد.

ويقول فاركاس : “بناءً على التطبيق واحتياجات عملائنا، نختار أفضل مادة لتغيير الطور لهم. هناك المئات منها، وتتراوح درجة حرارتها من -30 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية. ”

إلى جانب التطبيقات الخاصة بداخل المنازل ، تعمل HeatVentors على تخصيص حلولها بحيث يتم منح المستخدمين طريقة لتحسين استخدامهم للطاقة، أحد الأمثلة الجيدة هو تطبيقه في مراكز البيانات.

يتم توصيل مئات الأجهزة في نفس الوقت في هذه المساحات، وتساعد أنظمة التبريد في الحفاظ على درجات حرارة منخفضة، وخلال أشهر الصيف، يتم دفع أنظمة تكييف الهواء إلى الحد الأقصى، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات كفاءتها.

ويوضح فاركاس : “تتغير كفاءة نظام التبريد كثيرًا طوال اليوم. عندما تعمل بكفاءة ، يمكننا تخزين بعض الطاقة. في وقت لاحق من اليوم ، عندما لم يعد نظام التبريد فعالاً بما فيه الكفاية ، يمكننا الاستفادة من تلك الطاقة المخزنة “.

بالإضافة إلى توفير الطاقة، لا يتعين على أنظمة التبريد – التي يتم تشغيلها وإيقافها بشكل متكرر، أن تعمل بنفس القدر، مما يؤدي بدوره إلى زيادة استقرارها وكفاءتها. نتيجة لذلك، يتم إطالة عمر هذه الأنواع من الأجهزة وتحتاج إلى صيانة أقل.

تبريد مجاني 

يضيف فاركاس، “يمكننا أيضًا الاستفادة مما نسميه” التبريد المجاني “. بعبارة أخرى ، عندما تكون درجة الحرارة الخارجية أقل، فإننا نستخدم برودة الهواء الخارجي”.

قبل الدخول في نظام التخزين، يمر الهواء عبر مراوح حرارية حيث يحدث التبادل الحراري. إنه نظام غير مباشر له سطحان حراريان مستقلان يمنعان تجمع أي رطوبة أو غبار، بالإضافة إلى ذلك يمكن لـ HeatTank تخزين الطاقة عندما تكون أرخص ، عادة في الليل.

لا تحتوي HeatTank على أي أجزاء متحركة، لذا فهي لا تحتاج إلى أي صيانة، المواد التي نستخدمها آمنة للناس وصديقة للبيئة، يمكن أن يستمر النظام حتى 25 عامًا بنسبة 100٪ من قدرته، بعد ذلك تفقد 5٪ من كفاءتها، كما أن وقت استرداد الاستثمار يبلغ حوالي خمس سنوات .

بالإضافة إلى مراكز البيانات، تمثل مباني المكاتب ومراكز التسوق أيضًا حالات استخدام أخرى لتقنية HeatVentors، في هذه الأنواع من المساحات الكبيرة، هناك حاجة ماسة أيضًا إلى تحسين استخدام أنظمة التبريد.

بقدر ما يتعلق الأمر بأنظمة التدفئة، فإن محركات الغاز هي أحد التطبيقات التي تعمل عليها HeatVentors حاليًا، فتحويل  HeatTank للقدرة على تخزين المزيد من الطاقة أحد الأهداف الرئيسية في الجهود المستمرة لتحسين التكنولوجيا.

يوضح فاركاس: “لدينا الآن نظامان مختلفان للتخزين، ولكنهما ليسا بالقدر الكافي حتى الآن لبعض التطبيقات، نحن نطور نظامًا معياريًا، بحيث يمكن استخدام المزيد من الخزانات الحرارية في نفس الوقت”.

تابعنا على تطبيق نبض