Racjonalne wykorzystanie energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii (OZE), takich jak energia słoneczna czy też energia wiatru, wymaga rozwiniętego systemu magazynowania energii. Wynika to z niejednorodnej, trudnej do przewidzenia, zmiennej w czasie pracy samych instalacji pozyskiwania ?zielonej energii?, jak i zmiennego zapotrzebowania na energię, zarówno w systemie dobowym jak i rocznym. Dlatego nadal prowadzone są prace nad magazynami energii pozwalającymi na skuteczne wykorzystanie energii OZE.
Jednym z rozwiązań jest magazynowanie energii w formie ciepła w odpowiednich zasobnikach, tzw. TES. Zmagazynowane ciepło może być wykorzystane jako źródło ciepłej wody użytkowej, do zasilania instalacji CO, prowadzenia endotermicznych procesów fizycznych i reakcji chemicznych w przemyśle. Ciepło może być magazynowane przy wykorzystywaniu tzw. ciepła jawnego (np. podgrzewanie i chłodzenie wody i innych materiałów) lub jako ciepło utajone z wykorzystaniem przemian fazowych w materiałach PCM. Należy podkreślić, że wykorzystanie PCM pozwala na osiągnięcie wielokrotnie większej gęstości magazynowania energii w porównaniu do klasycznych układów grzania i chłodzenia.
Jednym z etapów projektu HESS (Hybrid Energy Storage System), finansowanego z Funduszu Węgla i Stali, a koordynowanego przez ITPE, są prace badawczo-rozwojowe nad magazynowaniem ciepła prowadzone na Politechnice Śląskiej. Wykorzystywane jest w nich stanowisko badawcze składające się z przepływowego zasobnika, który wypełniony jest ziarnistym materiałem skalnym, pełniącym funkcję złoża magazynującego ciepło. Wymiana ciepła pomiędzy zasobnikiem a otoczeniem odbywa się za pomocą przepływającego powietrza. Stanowisko laboratoryjne umożliwia badania wymiany ciepła w szerokim przedziale temperatur i przepływu powietrza przy zmiennej geometrii zasobnika i ilości materiału akumulującego ciepło. Głównym celem stanowiska jest badanie procesów ładowania, magazynowania i rozładowania ciepła na potrzeby adiabatycznych systemów magazynowania energii. Stanowisko to umożliwia również badania z wykorzystaniem materiałów zmiennofazowych PCM.
Przygotował: Krzysztof Jastrząb
Zakład Transformacji Energetycznej