Wdrażanie innowacyjnych rozwiązań w zakresie magazynowania energii cieplnej, zwłaszcza tych wykorzystujących lód, staje się kluczową strategią zarządzania rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną i ograniczania wpływu chłodzenia na środowisko w budynkach komercyjnych i instytucjonalnych. Technologia ta, często określana jako „baterie lodowe”, stanowi atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnych systemów klimatyzacji, wykorzystując taryfy pozaszczytowe na energię elektryczną do zamrażania wody, a następnie wykorzystując zgromadzony lód do zapewnienia chłodzenia w okresach szczytowego zapotrzebowania. Podejście to nie tylko obniża koszty operacyjne, ale także zmniejsza obciążenie sieci energetycznej i znacząco ogranicza emisję gazów cieplarnianych związaną z konwencjonalnymi metodami chłodzenia.
Ta zmiana paradygmatu w kontroli klimatu w budynkach zyskuje na popularności w różnych sektorach. Trane Technologies odnotowuje zauważalny wzrost popytu na swoje systemy baterii lodowych, z notablenym zastosowaniem w placówkach edukacyjnych, przedsiębiorstwach komercyjnych i obiektach rządowych. Podobnie Nostromo Energy aktywnie celuje w energochłonne centra danych, które borykają się ze znacznymi wymaganiami dotyczącymi chłodzenia. Skalowalność tych rozwiązań jest również widoczna, a firmy takie jak Ice Energy opracowują mniejsze jednostki do zastosowań mieszkaniowych. Podstawowa zasada polega na magazynowaniu energii cieplnej w postaci lodu w godzinach nocnych, kiedy energia elektryczna jest zazwyczaj tańsza i bardziej dostępna. Gdy lód ten topi się w ciągu dnia, chłodzi wodę krążącą w systemie HVAC budynku, skutecznie pochłaniając ciepło i dostarczając klimatyzowane powietrze.
Przewaga operacyjna magazynowania energii cieplnej w postaci lodu polega na jego zdolności do rozdzielenia dostarczania chłodzenia od natychmiastowego zużycia energii elektrycznej. Poprzez wstępne chłodzenie i magazynowanie energii w postaci lodu, budynki mogą znacznie zmniejszyć swoje uzależnienie od sieci w najbardziej kosztownych i najbardziej obciążających środowisko okresach dnia. Ta zgromadzona energia cieplna topi się bez potrzeby dodatkowego nakładu energii, zmniejszając tym samym obciążenie infrastruktury energetycznej i przyczyniając się do niższych rachunków za media. Na przykład szpital Norton Audubon w Louisville w stanie Kentucky wdrożył system baterii lodowych Trane, odnotowując znaczne oszczędności. W pierwszym roku eksploatacji po instalacji w 2018 roku szpital odnotował redukcję kosztów energii o około 278 000 dolarów. Łącznie szpital szacuje, że ten system, wraz z innymi środkami poprawy efektywności energetycznej wdrożonymi od 2016 roku, przyniósł oszczędności prawie 4 milionów dolarów.
Eksperci w dziedzinie zrównoważonej energii podkreślają znaczenie takich technologii przesunięcia obciążenia dla budynków komercyjnych, które dążą do optymalizacji zużycia energii i integracji odnawialnych źródeł energii. Chociaż baterie litowo-jonowe służą do magazynowania przerywanej energii słonecznej lub wiatrowej, baterie lodowe stanowią bezpieczniejszą alternatywę, szczególnie w wrażliwych środowiskach, takich jak placówki opieki zdrowotnej i domy opieki nad osobami starszymi, gdzie ryzyko pożaru związane z technologią litowo-jonową jest problemem. Rozwijający się przemysł centrów danych, napędzany wykładniczym wzrostem sztucznej inteligencji, staje się również znaczącym rynkiem dla magazynowania energii cieplnej w postaci lodu. Obiekty te są notorycznie energochłonne, a znaczna część ich wydatków energetycznych przeznaczana jest na chłodzenie. Departament Energii USA przewiduje, że do 2028 roku centra danych mogą zużywać do 12% krajowej energii elektrycznej, co podkreśla krytyczną potrzebę wydajnych rozwiązań chłodniczych.
Strategiczne znaczenie technologii baterii lodowych jest szczególnie widoczne w regionach takich jak Kalifornia, gdzie sieć energetyczna w dużej mierze opiera się na energii słonecznej w ciągu dnia, ale często zwraca się ku źródłom paliw kopalnych, takim jak gaz ziemny, po zmroku. W takich kontekstach baterie lodowe mogą zapewnić niezbędną moc chłodniczą w późnych godzinach popołudniowych i wieczornych, unikając konieczności pobierania energii z mniej zrównoważonych źródeł sieciowych. Firmy użyteczności publicznej coraz częściej dostrzegają wartość tych możliwości „przesunięcia obciążenia”, szczególnie w miesiącach letnich, kiedy zapotrzebowanie na klimatyzację osiąga szczyt i zwiększa koszty operacyjne. Szersze implikacje są takie, że zaawansowane systemy magazynowania energii cieplnej stają się niezbędne do zarządzania przyszłym krajobrazem energetycznym, który będzie coraz bardziej kształtowany przez wymagania dotyczące chłodzenia.
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.