Aurinkoenergiaa varastoiva materiaali voisi lämmittää haja-asutusalueet talvella

Pähkäilijä sanoi:
voisi

http://www.maaseuduntulevaisuus.fi/kantri/artikkeli-1.214242

Mielenkiintoinen juttu, joskin toivon, ettei seuraava lainaus kerro mitään itse keksinnöstä: "Tiimin etuna on se, että heillä ei ole kilpailijoita. Pitkäaikaista lämpöenergian varastointia pidetään haastavana, eikä sitä juuri tutkita." Sillä tokihan latenttia lämpöä hyödyntäviä lämpövarastoja on ihan myynnissäkin ja olen todella hämmästynyt jos aihetta ei "juuri tutkita", sillä ainakin olen törmännyt lukuisiin tehtyihin tutkimuksiin aiheesta. Toivottavasti takana on oikeasti jotain uutta ja työtä Suomeen poikivaa innovaatiota.
 

denzil dexter

Well-known member
Ei tuo nyt kovin mullistavalta kuulosta. Muistuttaa eräkaupasta ostettua kädenlämmitintä, jossa metallinapin naksautus käynnistää aineen "jäätymisreaktion" ja vapauttaa lämmön viikon päästä siitä, kun laite on keitetty padassa.
Aiheesta "latent heat storage" löytyy kyllä kirjallisuutta enemmän kuin riittävästi.
 
Tarkin kuvaus keksinnöstä mitä Aalto-yliopiston sivuilta löysin löytyy osoitteesta:
http://aef.aalto.fi/en/research/expects/highlights/heatstock/

Jos oikein ymmärsin, niin uutta on kehitetty varaava materiaali ja lämmön saaminen esiin pienellä lämpöpulssilla.

Mitä muistelen silmäilemistäni tutkimuksista aiheesta, niin ongelmina ovat olleet aineiden vanheneminen sykli sykliltä (lataus-purku) ja jossain määrin lataamisessa tarvittava lämpötila ja toisaalta purettavan lämmön määrän hallinnan haasteet. Eivätkä ko. materiaalit ole käsittääkseni kovinkaan edullisia. Ilmeisesti osa haasteista on saatu vuorokausitason käyttöön ratkaistuksi, sillä maailmalta löytyy mm. rakennuslevyjä, joihin on upotettu lämpöä faasinmuutoksella varaavia ja purkavia kapseleita.
 

denzil dexter

Well-known member
On niitä hyvinkin halpoja bulkki-materiaaleja. Vaikkapa silica-geeli tai zeoliitti, jotka eivät paljoa tonnia kohden maksa. Harmi vain, että silti maksavat aika paljon enemmän kuin lämmönvarauskyvyltään erinomainen vesi.
 

denzil dexter

Well-known member
Eli saman verran kuin vesi sulaessaan/jäätyessään. Lietelantatankilla tai uima-altaalla pihassa voisi tuottaa 0-asteista ilmaa esimerkiksi ilmalämpöpumpulle aina kovilla pakkasilla. Kovia pakkasia kun on oikeasti vain muutama viikko vuodessa. Tankki olisi sitten keväällä umpijäässä, mutta aurinkolämmöllä se sulaa nopeasti.
 
Puuha sanoi:
Ymmärsinkö nyt pikaisella tavaamisella et ko. materiaali varaa jopa 125kWh/m³?

Itse sain VesA:n linkittämän tutkimuksen tiedoin kuutiometrin lämpökapasiteetiksi 96,7-116,7 kWh (latentin lämmön ollessa 232-280 J/g ja tiheyden 1,5 g). Oletan siis että xylitolista on kyse. Aallon tutkimusryhmä ei kai ole julkistanut käyttämäänsä lisäainetta. Hieman eri arvoja näkee eri lähteissä. Linkki VTT:n raporttiin noista materiaaleista: https://www.motiva.fi/files/3506/Lampo-_ja_kylmaakut_kuljetusvalineissa_loppuraportti.pdf
 

kotte

Well-known member
virtuaaliharri sanoi:
Puuha sanoi:
Ymmärsinkö nyt pikaisella tavaamisella et ko. materiaali varaa jopa 125kWh/m³?

Itse sain VesA:n linkittämän tutkimuksen tiedoin kuutiometrin lämpökapasiteetiksi 96,7-116,7 kWh (latentin lämmön ollessa 232-280 J/g ja tiheyden 1,5 g).
Tuossa on sitten sellainen sudenkuoppa, että osa tuotetusta lämmöstä menee seoksen lämmittämiseen. Jos siis aikoo säilöä materiaalin ulos pakkaseen ja antaa tuon sitten lämmetä, niin seos voi saavuttaa luokkaa 60 ... 70 astetta olevan lämpötilan, mutta lämpö on sitten otettava käyttöön antamalla seoksen jäähtyä. Alle 30-asteinen seos alkaa monessa tapauksessa olla aika vähäarvoinen lämmityksessä keskitalvella. Hyödyksi ei sen takia välttämättä kaikkea lämpöä saa, vaan jopa kymmeniä prosentteja jää vaikeasti hyödynnettäväksi.
 

Pähkäilijä

Active member
kaithan näissä on suurin kysymys faasimuutoksen lämpötila ja miten se saadaan sopivasti hyödynnettyä niin lämmitykseen kun lämmön varastointiinkin.

"hivenen off topic - faasimuutosta hyödyntäen jäätietä tehdessä pumppu pumppasi 2 m3/min vettä avannosta jäätielle, 11160 kWh siitä tulee tuntiin mitä faasimuutoksen kautta tarvitaan vedestä jääksi + veden jäähtyminen ja selkeän taivaan aikaan kun ylhäällä odottaa absoluuttinen nollapiste niin homma toimii joutusaan (ja rupee tökkimään pilvisellä kelillä tai siltojen alla jonne ei pääse lämpö ylöspäi karkaamaa...)

oikeasti seriffi voinee siirtää tämän omaksi ketjuksi oman harkintansa mukaan.
 

Savonius

Well-known member
Eikös tuon Aalto opiston porukan kilpailutyön juju ollut se että energia voidaan varastoida kuukausiksi ja komentaa tarvittaessa purkautumaan. Tuon ksylitoli lisäaineineen on valittuna keskimääräisten ominaisuuksiensa mukaan. Muitakin mahdollisia aineyhdistelmiä oli valittavana. Tuo mahdollisuus mobiiliin kai ratkaisi ksylitolin eduksi.
Uskon ja toivon ryhmän voittavan kilpailun.
 

Puuha

Well-known member
No ei sinänsä mitään uutta ja mullistavaa. Mutta asuntojen lämmityskapasiteettia tuollaisella ei tulla kattamaan.

Muita käyttökohteita sen sijaan on monia mutta paaljon pienemmässä mittakaavassa. Kehitettävää lämpöakuissa kyllä löytyy mm. lataamisen puolelta mikä näissä enimmäkseen hiertää.
 

kotte

Well-known member
Savonius sanoi:
Eikös tuon Aalto opiston porukan kilpailutyön juju ollut se että energia voidaan varastoida kuukausiksi ja komentaa tarvittaessa purkautumaan. Tuon ksylitoli lisäaineineen on valittuna keskimääräisten ominaisuuksiensa mukaan. Muitakin mahdollisia aineyhdistelmiä oli valittavana. Tuo mahdollisuus mobiiliin kai ratkaisi ksylitolin eduksi.
Uskon ja toivon ryhmän voittavan kilpailun.
Sinällään vastaavaa on sovellettu ennenkin. Löysin kaapin päältä parikymmentä vuotta vanhan ja jo unohtuneen Rucanor-tuotemerkillä aikanaan myydyn urheilulämpötyynyn ja sain tuon jopa elvytetyksi. Eli kiteet liukenivat hyytelöksi (kesti kyllä aika kauan keittää) ja tyynyn jo jäähdyttyä akustinen "jousisytytin" sai kiteytymisen alkamaan ja tyynyn lämpenemään sen jo jäähdyttyä tunteja myöhemmin aivan kuin muistan aikoinaan homman toimineen.

Lähinnähän tuo oli hauska demoesine jo aikanaan ja niitä jaettiin jossakin muistaakseni ilmaiseksi.
 

Savonius

Well-known member
Kun olen tälläinen erilainen nuori niin näen tässä rajattoman määrän sovelluksia joita voi hyödyntää. Paneelifriikkinä tulee oitis mieleen yhdellä paneelilla ladattava klapi. Kun klapi on maksimi varauksessa se ladotaan puuvajaan odottamaan mahdollista käyttöä. Kymmenen kilon klapissa olisi noin yhden kilovattitunnin varaus. Pari klapia päivässä saisi ladattua kesän parhaina päivinä.  Kun olisi noita pökäleitä käytettävänä muutama niin olisi vain luovuudesta kiinni missä muodossa käytettävissä olevan energian hyödyntäisi.
 

denzil dexter

Well-known member
Onhan niitä. Jokunen vuosi sitten suunnittelin kesämökille zeoliitti-alapohjaa, joka latautuisi kesän aikana ja jonka lämpöä voisi kännykällä ohjatusti vapauttaa päivää ennen kylmillään olleelle mökille saapumista. Saksassa on kehitelty samanlaisia, muistaakseni myös silica-geelillä toimivia.

Periaatteessa ihan toimiva systeemi; on vain kilowattitunteihin nähden kalliin puoleinen.

Melko kilpailukykyisen varastointisysteemin saisi tislaamalla kesän aikana aurinkolämmön ja aurinkosähkökäyttöisen kompressorin avulla bioetanolia/metanolia pihalle kertyneestä erinäisestä roinasta. Merkittävä määrä energiaa mahtuu yhteen tilatankkiin ja litku kelpaa lämmöntuotannon lisäksi myös bensakäyttöisten koneiden polttoaineeksi. Harmi vain, että tuo on ankarasti kiellettyä.
 

Savonius

Well-known member
Magnesium suola lisättynä vedellä (MgCl2·6H2O) vastaa arvoiltaan  noita sokeripohjaisia mutta suola maksaa 77 senttiä kilo (Hampurissa). Jos tingitään tuosta mobiilivaatimuksesta niin kelpaa hyvin. Miten siinä tuo kristallisoituminen käynnistyy ohjatusti niin ei aavistustakaan. Ei kuitenkaan alijäähdy sokerien tavoin. Markkinahinta noille sokeripohjaisille lienee kympin paikkeilla kilo.
 

kotte

Well-known member
Painesäiliössä pidettävä ammoniakki olisi myös aika kätevä aine lämmön varastointiin. Puhdasta ammoniakkia voisi pitää nestemäisenä normaalin nestekaasupullon kestämässä paineessa (USAssa sitä käytetään suoraan typpilannotteena suurtiloilla). Ammoniakilla on samaa luokkaa oleva höyrystymislämpö kuin vedellä ja vettä (esim. maalämpökaivosta) voisi käyttää ammoniakin höyrystämiseen. Runsaan puolentoista vesilitran höyrystäminenhän sitoo kilowattitunnin verran lämpöenergiaa, joka tiivistymisessä vastaavasti vapautuu. Kaasumainen ammoniakki puolestaan imeytetään veteen, joka samalla lämpenee suunnilleen höyrystymisen sitoman energiamäärään verran (tiettyyn vesimäärään voi liuottaa jokseenkin vastaavan määrän ammoniakkia viileässä, mutta lämpimään veteen vähemmän, joten vettä tarvitaan enemmän, tyypillisesti pari kolme kertaa enemmän).

Ammoniakki voidaan taas kesällä tislata irti vedestä auringossa lämmittämällä ja jäähdyttämällä tiivistyvä kaasu. Systeemi ei tarvitse kummassakaan tilanteessa mitään pumppuja, vaan pelkät venttiilit riittävät säätöön, lämmittämiseen ja lataamiseen. Lataamisessa tietenkin tarvitaan selvästi korkeampaa lämpötilaa kuin lämmön hyödyntämisessä, jos pyrkii kunnon tehoon ja varastokapasiteettiin.
 

VesA

New member
Savonius sanoi:
Magnesium suola lisättynä vedellä (MgCl2·6H2O) vastaa arvoiltaan  noita sokeripohjaisia mutta suola maksaa 77 senttiä kilo (Hampurissa). Jos tingitään tuosta mobiilivaatimuksesta niin kelpaa hyvin. Miten siinä tuo kristallisoituminen käynnistyy ohjatusti niin ei aavistustakaan. Ei kuitenkaan alijäähdy sokerien tavoin. Markkinahinta noille sokeripohjaisille lienee kympin paikkeilla kilo.

Noissa missä vesi tulee ja menee kiderakenteessa on ollut käytännön ongelmia. Tuosta MgCl2 - suolasta on artikkeleita. Mielenkiintoista on varmaan se, että suolan antamaa lämpötehoa voidaan säätää ympäröivän vesihöyryn paineella.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610212015597

Tuolta saa asiaa sivuavia juttuja.
 
Ylös