Stocarea energiei solare pentru folosirea in timpul iernii

[valos]

Salutare,

Ma gandesc de ceva vreme cum s-ar putea face un dispozitiv de stocare a caldurii pe timp de vara (caldura provenita de la niste colectoare solare) pentru a putea fi folosita pe timpul iernii.
In principiu ma gandesc sa incalzesc o casa de 100mp din caramida de 25cm, izolata la exterior cu polistiren de 10 si la interior cu vata minerala + rigips.
Suprafata colectoarelor ar fi cam de 20 mp. Aceste colectoare vor incalzi un "material" aflat intr-un container foarte bine izolat termic care va acumula caldura pe timpul verii (si pe timpul iernii in zilele insorite). Caldura acumulata in container va fi cedata instalatiei de incalzire print-un schimbator de caldura.
Cel mai la indemana "material" care sa stocheze caldura ar fi apa. Se mai poate folosi pietris, pamant, etc. Marea problema ar fi ca trebuie o cantitate foarte mare de material pentru stocarea caldurii - probabil cativa zeci de metri cubi - de aici rezulta costuri mari cu realizarea containerului plus izolarea foarte buna a lui.
O alta varianta ar fi folosirea asa numitelor materiale PCM (Phase Change Material) - materiale care trec din starea solida in cea lichida la temperaturi joase - in jur de 30 grade celsius. Aceste materiale pot inmagazina mult mai multe caldura pe unitatea de volum in comparatie cu apa, pietris, pamant, beton, etc. deci volumul containerul pentru stocarea caldurii ar fi mult redus.

Exemple de materiale PCM:

- Clorura de calciu hexahidrat CaCl2·6H2O
- Sarea Glauber - sulfat de sodiu decahidrat Na2SO4·10H2O

Cat de fezabil ar fi un asemenea sistem?

Astept pareri/sfaturi/idei.

[Mircea_G]

Deja s-a inventat cel mai rezervor de stocare a energiei termice si nu cred ca reusiti dvs sa faceti ceva mai bun .
Este " moca " va puteti folosi de el !
Numele lui este planeta Pamint iar energia stocata in el o puteti exploata cu o pompa de caldura ....

[valos]

Deja s-a inventat cel mai rezervor de stocare a energiei termice si nu cred ca reusiti dvs sa faceti ceva mai bun .
Este " moca " va puteti folosi de el !
Numele lui este planeta Pamint iar energia stocata in el o puteti exploata cu o pompa de caldura ....

Da, stiam de treaba asta, numai ca investitia intiala este foarte mare si nu se amortizeaza intr-un timp tocmai scurt.

[ecosit]

pot sa bag mana in foc ca nici o constructie de care vorbiti nu este mai ieftina.. poate sare cu mult costurile unei pompe de caldura geo.

Numai bine!

PS: Ideea e buna, nu e noua, e realizabila, si e mult de discutat si dat cu parerea pe subiectul asta, dar nu e ieftina .

[Mircea_G]

Numai ideea de stocare a energiei si deja vorbiti de costuri uriase si de pierderi din start . Nu exista sistem de acumulare fara pierderi !

[ecosit]

problema cea mai mare nu e sa o stochezi... problema e sa o stochezi pe termen asa de lung (cum zicea si Dl. Mircea fara pierderi nici o sansa) si mai ales sa stochezi atata energie cat sa-ti ajunga pe o iarna.

Cel mai bun exemplu de stocare al energiei termice este al radiatoarelor cu bateriei de energie termica, care depoziteaza energia in placi ceramice. Placile ceramice au si inertie termica, rezista si la temperaturi mari, radiatoarele de care vorbeam sunt si izolate bine, insa pierderi de caldura sunt oricum. Aceste tipuri mai "ieftine" (deloc ieftine) retin caldura si o cedeaza cand este nevoie, insa pe termen scurt, noaptea se incarca, ziua se descarca si tot asa.

La fel ca si cu boilerul sau cu pufferul. Pufferul are capacitate mai mare si izolatie foarte buna si totusi pierde caldura, si sa nu mai incepem sa calculam ce volum de apa ar trebui pus la dispozitie pentru a stoca energia termica, pe si pentru termen lung.


Cel mai simplu achizitionezi o pompa de caldura, dimensionezi corect circuitul colector si alegi bine sistemul de distributie, asiguri o invelitoare termica a casei care sa genereze un necesar minim de caldura, iar apoi te bucuri de beneficiile tehnologiei. Nu e simplu, dar e mai ieftin decat sa inventezi roata. Fii sigur ca nu esti nici primul si nici ultimul care se gandeste la asta, si daca solutia era una ieftina si fiabila era deja pe piata mai ales la boom-ul asta tehnologic in domeniu.

Cand se vor inventa acele materiale de care vorbesti, fii sigur ca cei care le inventeaza vor stii ce sa faca cu ele. (Si nu se vor inventa prea curand ).

Si asa pe final, daca doresti sa stochezi energie cat mai multa intr-o unitate de volum cat mai mica, atunci materialul care il folosesti pe post de baterie trebuie sa fie cat mai dens, sa reziste la temperatura cat mai inalta si in consecinta sa il ridici la cea mai mare temperatura pe care o suporta, sa ai o izolatie termica care sa reziste la temperatura aia precum si sa faca fata la diferenta mare de temperatura intre el si mediul ambiant (adica sa aiba capacitatea de izolare foarte buna), iar sursa de caldura cu care incarci bateria sa poata genera aceste temperaturi, si de aici, in nici un caz panouri solare termice, eventual energie electrica verde, sau de alta natura...

Sunt atat de multi factori, incat astfel de proiecte necesita cercetare, multa cercetare si nu se poate realiza in regim DIY mai ales ca nu exista un model concret dupa care sa te "inspiri" iar solutiile care exista, sunt prea scumpe. Oricum... cerceteaza si daca mai aflii chestii pe care noi nu le stim, sunt binevenite




Numai bine!

[addysoftware]

Am facut niste calcule pentru aceasta problema in urma cu cateva zile
Problema cea mare nu este stocarea energiei ci izolatia termica a recipientului.
Tineti cont ca unele valori/premise din calcule sunt doar estimari, ele putand varia chiar si cu 200%

Cantitatea de energie necesara / ora pentru o casa cu 6cam+dep. bine izolata termic: 3kWh (aceasta e una din acele estimari foarte ... variabile)
Cantitatea totala pentru o iarna = 3kw*24h*120zile = 8.64MWh - sa zicem 10MWh
Apa stocheaza energia cu o capacitate (cald.spec.) de 4J/gr/C
Deci pentru a stoca 10MWh avem nevoie de :
1j=1ws > 1wh=3600j
10MWh=36000MJ
1j=1ws > 1wh=3600j
10MWh=36000MJ
dt=70C
36000MJ/4/70=128 tone
deci ar trebui un rezervor de 5*5*5 metri, "PERFECT" IZOLAT TERMIC
La greutatea aceasta, o izolare termica "perfecta" a fundului e practic imposibila. Cel putin pentru un sistem home-made.

[vicentiu olaru]

Esti tare domnule! Fa rezervorul ala plat,cu suprafata mai mare ,ca sa poti sa izolezi fundul,insa tot nu imi vine sa cred ca duci energia aia pana iarna!!!!

[ivan_turbinca]

ce este un "puffer"?? si cu ce este mai bun ca un boiler?

[addysoftware]

eu nu am postat calculele decat pentru a sublinia dificultatea unei asemenea constructii. Rezervorul propriu-zis nu ar fi totusi imposibil, chiar avand in vedere un derating de 40-50 sau chiar 100% pentru pierderi si pentru o periaoda mai mare de timp. Totusi o izolare pentru pierderi de - sa zicem - 20%, cred ca ar fi imposibila. Insa nu am facut inca calcule din lipsa de date (coeficienti de transfer termic materiale). Daca ar incerca altcineva (mai in tema cu astfel de chestiuni) ar fi binevenit zic eu.
O idee ar fi un rezervor in forma de piramida inversata (ca o tancusa intr-un pepene), pentru o distribuire a presiunii pe o suprafata mai mare (cu pierderile crescute de rigoare, dar in acelasi timp cu posibilitatea utilizarii de materiale termoizolante mai bune, gen polistiren extrudat.(ar merge?). Ar fi asa ceva mai ...posibil?

[addysoftware]

intrucat ideea in sine era..interesanta, am cautat date.
Rezultatele nu sunt descurajante, dar:
1.Polistirenul nu ar rezista la 100gr.
Totusi, admitand o izolatie compusa, din vata minerala la interior si polistiren la exterior, si un
2.Coeficient transfer termic polistiren cca 0.04W/m*K
asta inseamna ca la o diferenta medie de temperatura de 80C
pentru un rezervor marit la 10x10x5m (500 tone)
avem 400mp suprafata de pierderi deci:
400mp*0.04*80C*6luni*30zile*24ore = 5.5MWh
Deci ar fi acceptabil. Pierderile sunt mai mici decat chiar necesarul casei (Destul de logic totusi, suprafata de pierderi a rezervorului fiind mai mica decat a casei propriu-zise).Energia stocata in 500 tone de apa este si mult mai mare decat necesarul antecalculat.
Nu am luat in considerare scaderea continua de temperatura in acest interval, ceea ce reduce probabil la jumatate pierderile, deci la ~3MWh. Deoarece pierderile sunt proportionale cu diferenta de temperatura deci vor scadea odata cu temperatura interna a rezervorului, pe masura ce energia stocata este consumata.

[addysoftware]

Sa dezvoltam putin subiectul, incercand un calcul aproximativ al suprafetei de captare a energiei solare:

Pierderile vor scadea pe masura consumarii energiei acumulate, ajungand la minim in perioada februarie-aprilie, cand temperatura va fi minima si diferenta de temperatura (dt) rezervor/sol va fi de probabil 25C , si maxime in septembrie-octombrie, dt fiind 80C. dt mediu va fi deci 50-55C.

pierderi intr-un an = 400mp*0.04*55C*365zile*24ore = 7.7MWh

energie stocata = 500mc * 4.2MJ/mcC * (98C-35C) =~ 130Gj = 36MWh

Energie solara/mp = 1kW din care probabil 500w utilizabili timp de 5-7 ore timp de 4-5 luni
Media=0.5kW*6h*4.5luni*30zile=0.4MWh/mp

Suprafata necesara = (36+7.7)/0.4 = 110mp panouri solare (din cele vidate presupun). Destul de mult...dar nu irealizabil. Costisitor insa, ca si rezervorul.

[alexfali]

Interesanta idee, multumesc de calcule; sunt firme daca nu ma insel, Solara din Cluj care vinde solutii de genul "buffer" dar pentru a stoca pe termen scurt caldura din zilele insorite.
Dintre metode de stocare gasite pe net:
- stocare energie fara transformare ( rezervor de apa, ... )
- stocare cu transformare in alte forme de energie:
* chimica ( baterii, gaze: hidrogen H2 sau mai atractiva metan -CH4=consuma CO2 si H2O si produce CH4 )
* cinetica ( volanti )
* potentiala ( ridicarea apei in turnuri )
* in presiune ( aer comprimat )
* in biomasa

Cea mai ieftina este stocarea in biomasa: celuloza din lemn, paie, tulpini. Mai exact plantare unor copaci cu crestere rapida gen salcam, plop, .. - ofera si aer curat si energie - e drept mai incomoda la recoltat/utilizat si nu imediata.

[addysoftware]

da-ne si noua un link pls pentru conversia spre metan

Interesanta idee, multumesc de calcule; sunt firme daca nu ma insel, Solara din Cluj care vinde solutii de genul "buffer" dar pentru a stoca pe termen scurt caldura din zilele insorite.
Dintre metode de stocare gasite pe net:
- stocare energie fara transformare ( rezervor de apa, ... )
- stocare cu transformare in alte forme de energie:
* chimica ( baterii, gaze: hidrogen H2 sau mai atractiva metan -CH4=consuma CO2 si H2O si produce CH4 )
* cinetica ( volanti )
* potentiala ( ridicarea apei in turnuri )
* in presiune ( aer comprimat )
* in biomasa

Cea mai ieftina este stocarea in biomasa: celuloza din lemn, paie, tulpini. Mai exact plantare unor copaci cu crestere rapida gen salcam, plop, .. - ofera si aer curat si energie - e drept mai incomoda la recoltat/utilizat si nu imediata.

[ics]

energia solara s-a transferat de-a lungul timpului in plante si apoi in carbune si petrol ...din care consumam noi azi