Copper Alliance

Governo da Escócia apoia baterias de calor intensivas de cobre para energia limpa em edifícios.

A integração do armazenamento de energia solar fotovoltaica está ajudando a descarbonizar o aquecimento, particularmente na União Européia, onde existe uma ênfase na melhoria do desempenho energético dos edifícios existentes.

A energia renovável das turbinas fotovoltaicas e eólicas é variável e imprevisível. Sem qualquer forma de armazenamento, seria impossível satisfazer instantaneamente os requisitos de energia das residências. Se considerarmos que 2/3 da energia final em edifícios é utilizada para aquecimento / resfriamento de água, o uso de armazenamento térmico, ao invés de baterias elétricas, faz muito sentido. O armazenamento de calor ocorre tradicionalmente em tanques de água isolados que ocupam muito espaço. Uma nova tecnologia que utiliza um material atóxico e tubos de cobre para armazenar calor em um sistema modular compacto é ideal para instalação em prédios novos e antigos.

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Andrew Bissell

A Sunamp, com sede em Edimburgo, na Escócia, desenvolveu e comercializou baterias de calor super compactas de alta potência, que atingem altas densidades de energia e, portanto, alta compactação usando materiais de mudança de fase (PCM – Phase Change Materials). Os PCMs permanecem sólidos abaixo de determinada temperatura e se transformam em líquido acima dessa temperatura. Ao mudar de fase, os PCMs podem armazenar grandes quantidades de calor em torno da temperatura de fusão / congelamento. Para armazenar calor, a Sunamp utiliza uma formulação proprietária de um sal atóxico hidratado (baseado em acetato de sódio tri-hidratado) com uma temperatura de mudança de fase de 58⁰C (136⁰F). Trabalhando com os cientistas da Universidade de Edimburgo, a Sunamp determinou como fazer com que esse sal de baixo custo operasse consistentemente ao longo das dezenas de milhares de ciclos necessários para décadas de operação sem problemas em sistemas de aquecimento doméstico.

Se este PCM for aquecido a uma temperatura abaixo da variação de temperatura ideal, a sua capacidade de armazenamento é ligeiramente inferior ao mesmo volume de água. Se aquecida acima de 58⁰C (ca. 136⁰F), sua densidade de armazenamento térmico aumenta para quatro vezes a do mesmo volume de água. Uma bateria de calor carregada com eletricidade da energia solar fotovoltaica ou da rede pode fornecer água quente a um custo comparável a um tanque de água, mas ocupará um terço do volume.

Trocadores de calor de cobre embutidos no PCM são um elemento-chave da tecnologia da Sunamp. De fato, os tubos de cobre estão em contato com o PCM para maximizar a transferência de calor entre este e o fluido de transferência de calor em circulação, por exemplo, água. O cobre tem algumas propriedades que o tornam ideal para esta aplicação, incluindo alta condutividade térmica, ausência de corrosão quando em contato com o PCM, e a capacidade de satisfazer os regulamentos de água potável necessários para certificar totalmente os produtos da Sunamp.

Em residências com painéis solares fotovoltaicos, qualquer eletricidade renovável adicional é normalmente exportada para a rede. Embora isso tenha sido incentivado a facilitar a adoção de painéis solares fotovoltaicos, seu sucesso pode causar problemas à rede elétrica, que foi projetada para fornecer eletricidade as casas a partir de usinas de energia grandes e centralizadas, e não o contrário. O armazenamento é de suma importância para maximizar o consumo próprio de eletricidade solar em residências.

Para combater o aquecimento do espaço com energia solar fotovoltaica, as baterias de calor da Sunamp podem ser integradas com bombas de calor de fonte de ar muito eficientes. As bombas de calor são uma maneira verde de aquecer casas, produzindo até quatro unidades de calor para cada unidade de eletricidade. Eles atuam como amplificadores solares, deslocando combustíveis fósseis normalmente usados ​​para aquecimento doméstico. As baterias de calor compactas são o complemento ideal para esse sistema, permitindo que as bombas de calor funcionem melhor, reduzindo o ciclo de partida / parada e permitindo o uso de uma unidade menor e menos dispendiosa.

As células vêm em vários tamanhos e podem ser conectadas ao nível desejado de armazenamento de energia.

O uso de PCMs para armazenamento térmico também se aplica ao resfriamento de espaços, e a Sunamp lançará em breve baterias de PCM frias para aplicações de resfriamento de espaços residenciais. Um exemplo de tal sistema pode ser encontrado no projeto Heat4Cool, desenvolvido com o apoio da Comunidade Européia na estrutura do H2020. Espera-se que este sistema proporcione não somente uma economia significativa nas emissões de CO2 relacionadas ao aquecimento e resfriamento, mas também que deva ser utilizado em reformas e novas construções.

A menor célula de bateria térmica Sunamp armazena até 2,5 kWh de calor, o equivalente a cerca de 50 litros de água quente. Unidades maiores fornecem até 80 kWh de armazenamento (equivalente a 1500 litros de água quente) para atender às necessidades de uma casa, escritório ou fazenda.

O governo escocês é o primeiro a incluir baterias de calor em um esquema de empréstimo sem juros para fazer melhorias na economia de energia. As baterias de calor podem durar 10 vezes mais do que os sistemas de bateria normais e têm um custo mais baixo em sua instalação.

 

O fundador da Sunamp, Andrew Bissell, está satisfeito com o apoio que recebeu do governo escocês e observa: “Espero que outros governos sigam a liderança da Escócia para que os consumidores possam se beneficiar de baterias de calor para reduzir o consumo de energia”.

 

 

Matéria traduzida e adaptada de http://copperalliance.org/2018/05/21/scottish-government-supports-copper-intensive-heat-batteries-for-clean-energy-in-buildings/

 

 

 

 

 

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