A kutatók azért választották a homokot, mert kiválóan tárolja a hőt, egyenletesen oszlatja el, ráadásul olcsó és bőségesen rendelkezésre áll.
India két intézménye, a Kurukshetrai Nemzeti Műszaki Intézet (NIT) és a Gurugrami Nemzeti Napenergia Intézet (NISE) kutatói egy olyan napenergiás vízmelegítő prototípust hoztak létre, amely közönséges homokot használ hőtárolásra – ezzel az energiaárakat lenyűgözően alacsony, 0,0233 USD/kilowattóra szintre csökkentve.
„Ez a kísérleti tanulmány egy fotovoltaikus rendszerrel integrált finomhomokos napbojlerrendszer (PFSG) hőteljesítményét vizsgálja” – írták a kutatók friss publikációjukban.
Ez az innovatív „Finomhomokos Napbojlerrendszer” (FSG) hatékony megoldást kínál a napenergia régi problémájára: a termelés ingadozására – derül ki az Interesting Engineering cikkéből.
„Az FSG rendszer fenntartható, környezetbarát és költséghatékony megoldást kínál a vízmelegítésre azáltal, hogy a hőenergiát finom homokban tárolja, így áthidalva a napsugárzás ingadozásából fakadó problémákat” – mondta Dinesh Kumar Saini, a projekt egyik kutatója a PV Magazinnak.
A kutatók azért választották a homokot, mert kiválóan tárolja a hőt, egyenletesen oszlatja el, ráadásul olcsó és bőségesen rendelkezésre áll. (Fotó: Unsplash)
„A rendszer egy finomhomok-alapú napbojlert (FSG) tartalmaz, amely nikkel-króm fűtőszállal (NHR) és körkörös hőcserélővel (CHX) van ellátva, hogy javítsa a hőenergia átalakítását, tárolását és kinyerését” – magyarázza a tanulmány.
A három darab 300 wattos polikristályos napelem által termelt áram egy nikkel-króm fűtőszálat működtet, amely az elektromos energiát hővé alakítja. Ezt a hőt hatékonyan tárolja a rendszer 120 kilogramm finom homokban.
A homokot kifejezetten azért választották, mert nagy a hőtároló képessége, kiválóan tartja meg a meleget, egyenletesen oszlatja el a hőt, ráadásul olcsó és könnyen hozzáférhető.
Amikor meleg vízre van szükség, egy alumínium bordákkal ellátott körkörös hőcserélő lép működésbe, és a homokban tárolt hőt átadja a rendszer csöveiben áramló víznek.
A prototípus már a kezdeti tesztek során figyelemre méltó teljesítményt mutatott. Az első napon a homok hőmérséklete 25,2 °C-ról 164,2 °C-ra emelkedett, míg a második napon az eleve magas, 94,7 °C-os kiindulási hőmérséklet egészen 211,9 °C-ig szökött fel.
A rendszer két nap alatt összesen 140, illetve 152 liter meleg vizet biztosított, 0,67 liter/perc átfolyási sebességgel.
„A rendszer átlagosan 11,7 °C-os hőmérséklet-emelkedést ért el 140 liter, illetve 13,75 °C-ot 152 liter víz esetén, 90,0% és 90,05% kisütési hatásfok mellett” – emelték ki a kutatók.
A fejlesztés gazdasági vonzatai kifejezetten ígéretesek. A technikai és gazdasági elemzés szerint az FSG rendszer kimondottan életképes alternatívát jelent a háztartási vízmelegítésre.
„A PFSG rendszer energiaára mindössze 0,0233 USD/kilowattóra volt, a megtérülési idő 4,45 év, a várható élettartam pedig 25 év. Ez fenntartható és költséghatékony megoldást kínál a háztartási vízmelegítésre, még alacsony napsugárzás vagy éjszakai működés esetén is” – zárja a tanulmány.
Mindez a homokalapú napbojlert egy ígéretes, akár áttörést hozó technológiává teszi az olcsó és fenntartható melegvíz-ellátás területén.
Kiemelt kép forrása: Unsplash
Devenyi Dalma
