A hétköznapokban is hűsítő jég, amely segít átvészelni a tikkasztó meleget, több mint 4000 épületet hűt idén nyáron az Egyesült Államokban. Mindezt anélkül, hogy hagyományos légkondicionáló rendszereket kellene beindítani. Ez a megoldás a „jégakkumulátor” bevezetésével vált lehetővé olyan épületekben, mint például a New York-i Eleven Madison felhőkarcoló.
Ahogy az északi féltekén a tavaszt felváltja a nyár, egyre többen izzadnak – nemcsak a nyaralási tervek hiánya miatt, hanem a hőség és az ezzel együtt járó energiaszámlák növekedése miatt is. Becslések szerint az Egyesült Államokban a háztartások villanyszámlája idén nyáron átlagosan 784 dollárra emelkedik, ami az elmúlt évtized legmagasabb értéke. Az Interesting Engineering témáról szóló cikke az eredeti információkat a CBS és a Washington Post jelentéseiből merítette.
A megoldás a „jégakkumulátor” bevezetésével lehetővé vált olyan épületekben, mint például a New York-i Eleven Madison felhőkarcoló. (Fotó: Trane Technologies)
Az áramfogyasztás hirtelen növekedése nemcsak a lakosság vagy az irodaházak problémája. Nagyobb léptékben a hűtési igények növekedése jelentős terhet ró a villamosenergia-hálózatra is. Az energiaellátásért felelős hatóságoknak fel kell készülniük arra, hogy a nap folyamán drasztikus mértékben változik az áramigény, ahogy a munkahelyek nyitnak és zárnak. Az erőműveket nem lehet csak azért építeni, hogy az év bizonyos időszakaiban bekövetkező csúcsigényeket kielégítsék.
Éppen ezért alternatív megoldásokat kell kidolgozni az energiaszükséglet kielégítésére – például hosszú távú energiatárolási rendszereket vagy a légkondicionálás helyett alkalmazható innovatív hűtési technológiákat, mint amilyen a jégakkumulátor.
A jég használata a nyári hűtési igények kielégítésére teljesen logikus. Már évezredek óta alkalmazott módszerről van szó, amely a 19. században iparággá is vált, amikor gyors hajók szállították az amerikai jeget a világ különböző részeire. A hűtéstechnológia ugyan mérsékelte az ilyen szállítási igényt, de jelentős energiafogyasztással is jár.
A Trane Technologies által kifejlesztett „Ice Battery”, azaz jégakkumulátor ezt az energiaigényes megközelítést használja fel arra, hogy jeget termeljen és azzal hűtse le az épületeket. A cég becslése szerint az Eleven Madison épületnek minden éjjel kb. 227 tonna jégre van szüksége – ez nagyjából három városi autóbusznyi mennyiség. Ekkora mennyiség előállítása jelentős energiafelhasználással jár, de a Trane Technologies egy ügyes trükköt alkalmaz.
Az éjszaka előállított jég másnap hűti az épületet. (Fotó: Trane Technologies)
Ahelyett, hogy nappal, a legdrágább áramdíjszabás idején működtetnék a jéggyártó rendszert, azok éjszaka dolgoznak, amikor az energiaigény és az árak is alacsonyabbak.
Az éjszaka előállított jég másnap biztosítja az épület hűtését, és így akár 40 százalékos energiamegtakarítás is elérhető a hagyományos légkondicionáló rendszerekhez képest.
Miközben kielégíti az épület hűtési igényeit, a jég eltolja az energiafelhasználás csúcsidejét is, így tulajdonképpen egyfajta akkumulátorként működik – innen ered a „jégakkumulátor” elnevezés.
Mielőtt bárki áttérne erre a technológiára, több szempontot is mérlegelni kell – ezek pedig gyakran helyspecifikus tényezőktől függnek.
A jégre való átállás és az ezzel járó jelentős energiamegtakarítás első hallásra ígéretesen hangzik, de maga a folyamat továbbra is nagy mennyiségű energiát igényel. A víz jéggé alakítása halmazállapot-változással jár – a folyadék szilárddá válik. A kutatók olyan megoldásokon dolgoznak, amelyekben a víz bizonyos molekulákkal kombinálva képes hasonló hőmérsékleten hűtést biztosítani, anélkül hogy halmazállapotot kellene váltania.
Ezen kívül a jég és víz tárolása az épületek alatt jelentős helyigénnyel jár. Egy régi, sűrűn beépített környezetben lévő épület utólagos felszerelése jégakkumulátorral hatalmas kihívást jelent, ezért több startup cég is alternatív, helytakarékosabb víztárolási megoldásokon dolgozik.
Mivel a jég energiatárolóként is működik, költség-összehasonlításokat is szükséges végezni a hagyományos energiatárolási formákkal, például a lítium-ion akkumulátorokkal. Ezek jelenleg a leghatékonyabb energiatárolási megoldások, ugyanakkor a legdrágábbak is. Az előállításuk számos összetevőt igényel, és az élettartamuk is korlátozott.
Ezzel szemben a vízalapú energiatárolás egyszerűbben kezelhető, és az eltárolt energia mennyisége nem csökken, a ciklusok számától függetlenül. Hátrány viszont, hogy a jégakkumulátor kizárólag hűtési igényeket tud kielégíteni, és csak akkor jelent gazdaságos megoldást, ha a csúcsidős és csúcsidőn kívüli áramárak között jelentős a különbség.
Kiemelt kép: Unsplash
S.Rita
