Magazyny ciepła

Magazyn ciepła to urządzenie, które gromadzi nadmiar energii wytworzonej system energetyczny, wykorzystujący odnawialne źródła energii, pozwalając na późniejsze jej wykorzystanie. Energia przekształcania jest w ciepło i przechowywana w zbiorniku akumulacyjnym choćby w formie ciepłej wody, którą następnie można wykorzystać do uzupełnienia ogrzewania czy zapewnienia ciepłej wody użytkowej.

Magazyny ciepła mogą być stosowane z każdym rodzajem systemu energetycznego, w tym solarnym, wiatrowym i wodnym.

Korzyści z magazynów ciepła

Magazyny ciepła mają kluczową rolę w optymalizacji zużycia energii w gospodarstwach domowych oraz w przemyśle, a także pozwalają na zwiększenie niezależności energetycznej.

Bazują na naturalnych, ekologicznych materiałach posiadających właściwości magazynowania ciepła, jak woda czy skały, zamiast korzystać choćby z energii elektrycznej.

Magazyny ciepła umożliwiają obniżenie rachunków za energię.

Należy także podkreślić aspekt ekologiczny – ich stosowanie przyczyna się do zmniejszenia emisji CO2, co jest szczególnie ważne w kontekście zrównoważonego rozwoju i potrzeby ochrony środowiska.

W przypadku połączenia z instalacją fotowoltaiczną nadwyżki energii wytworzonej w godzinach szczytowego nasłonecznienia zostają zmagazynowane w postaci ciepłej wody. Rozwiązanie to likwiduje często likwiduje problem wyłączających się z powodu braku odbioru energii falowników.

Rodzaje magazynów ciepła

W zależności od zakresu temperatury magazyny ciepła można podzielić na:

• niskotemperaturowe (do 120°C),
• średniotemperaturowe (120-500°C),
• wysokotemperaturowe (powyżej 500°C).

Rozróżnia się także systemy magazynowania ciepła:

• pasywne
• aktywne.

Pasywne systemy opierają się na konwekcji stosowanej do cyrkulacji ciepła.

Aktywne systemy wykorzystują pompy i wentylatory do cyrkulacji zmagazynowanego ciepła.

Ze względu na lokalizację wskazać można:

• podziemne zasobniki ciepła, wykorzystujące grunt, wodę, żwir, komory skalne jako ośrodek magazynujący
• naziemne zbiorniki wodne.

Energię cieplną można magazynować poprzez:

• wykorzystanie ciepła właściwego
• energii przemian fazowych
• wykorzystanie ciepła przemian chemicznych.

Wykorzystanie ciepła właściwego polega na podwyższeniu temperatury czynnika akumulacyjnego, którym mogą być ciecze (woda, ciekłe woski, oleje, wybrane czynniki chłodnicze) lub ciała stałe (skały – marmur, piaskowce, piasek, pale fundamentowe [energetyczne], bloki betonowe).

Domowe magazyny energii bazują na wykorzystaniu wody jako czynnika akumulacyjnego. Woda jest najlepszym ośrodkiem magazynującym ciepło w temperaturze poniżej 100°C. Przemawia za tym jej niski koszt, łatwa dostępność oraz wysokie ciepło właściwe. Woda jest w stanie zakumulować 290 MJ/m3 przy przyroście temperatury wynoszącym 70 K (20-90°C). Stanowi dobry przewodnik ciepła oraz można ją wprowadzić bezpośrednio do obiegu hydraulicznego źródła ciepła, elektrociepłowni czy sieci ciepłowniczej.

Magazyny ciepła dla domu

Decydując się na magazyn ciepła należy w pierwszej kolejności ustalić wielkość systemu, zapotrzebowanie na ilość przechowywanego ciepła. Dostępne są małe jednostki wystarczające do ogrzania jednego pomieszczenia jaki i takie, które ogrzeją cały dom. Znaczenie ma liczba domowników, korzystających z wody użytkowej. Rozważyć można zakup magazynu o pojemności od 20 do nawet 1000 l. Przyjmuje się, że przy zwykłym użytkowaniu wystarczy zasobnik 40 l. na jednego mieszkańca.

Magazyny energii zyskują na popularności w systemach opartych na pompach ciepła i fotowoltaice.

Domowy magazyn ciepła to cylindryczny lub prostopadłościenny zbiornik na wodę. W jego środku umieszczona jest wężownica umożliwiająca wymianę ciepła między wodą z obiegu centralnego ogrzewania, a czystą wodą wodociągową, bez konieczności mieszania ich ze sobą.

Zbiornik jest zaizolowany, aby uchronić zmagazynowaną wodę przed utratą ciepła.

Ile kosztuje magazyn ciepła?

Cena zależy przede wszystkim od pojemności bufora, producenta urządzenia. Będą to kwoty od 2 do nawet 20 tys. zł. Zasobniki o pojemności w zakresie 200-300 l kosztują średnio ok. 3-7 tys., zł. Większe, mające pojemność 1000 l i więcej, to wydatek rzędu co najmniej 15 tys. zł.

Warto skorzystać z dofinansowania choćby z programu Mój Prąd, co pozwala znacznie obniżyć koszt takiej instalacji.

Fot. mtbenergy.pl