Manapság jellemzően akkor állítják elő a fűtési/hűtési energiát, amikor arra szükség van, nem pedig akkor, amikor azt gazdaságosabban vagy hatékonyabban lehetne megtenni. A kihívás tehát adott: akárcsak a villamosenergiát, a hőenergiát is a lehető leggazdaságosabban kell előállítani, majd tárolni, amíg eljön a felhasználás ideje. A HeatVentors erre a problémára ad megoldást. A cég egyik alapítója és ügyvezetője Andrássyné Farkas Rita.
Andrássyné Farkas Rita: Még az egyetemi éveink alatt kezdtünk el foglalkozni egy hőakkumulátor fejlesztésével, ami képes a fűtési, illetve a hűtési energiát tárolni. A technológiánk alapja, hogy nem hagyományos vizes tárolókkal, hanem úgynevezett fázisváltó anyaggal tároljuk a hőenergiát. Ez azt jelenti, hogy nem a víz hőmérsékletének a változtatását használjuk ki, hanem a fázisváltó anyagok halmazállapotát változtatjuk meg, tehát megolvasztjuk vagy megfagyasztjuk ezeket az anyagokat. Így sokkal nagyobb energiasűrűséggel tudjuk tárolni a hőenergiát. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a HeatTank alkalmazásával a vizes tárolóhoz képest 90 százalékkal kisebb méretben tudjuk ugyanazt a hőmennyiséget eltárolni.
Computerworld: Mik azok a fázisváltó anyagok, amiket a hőakkumulátorban használnak?
Andrássyné Farkas Rita: Sok különböző anyaggal dolgozunk, vannak köztük parafinok, valamint sóhidrátok. Eddig több mint háromezer anyagot vizsgáltunk meg, majd összeállítottunk egy 150 anyagot tartalmazó listát. Ebből választjuk ki mindig azt, ami az adott alkalmazás szempontjából ideális. Arra is nagy hangsúlyt fektetünk, hogy ha csak lehetséges, bioanyagokkal, különböző növényi olajakat tartalmazó anyagokkal dolgozzunk. Ezek azért előnyösek, mert alkalmazásuk biztonságos, felhasználásuk széles körű. Nem mérgezőek, nem gyúlékonyak, nem korrózívak, használatukhoz nincs szükség semmilyen speciális felszerelésre. Alkalmazásukkor nem keletkezik veszélyes hulladék. A fázisváltó anyagok egyébként világszerte elterjedtek, nem a mi fejlesztéseink. Mindig az illető alkalmazáshoz legjobban illőt vásároljuk meg a beszállítóktól, amelyek általában európai gyártók. A mi találmányunk, a mi technológiánk arra vonatkozik, hogy milyen formában használjuk fel ezeket az anyagokat.
Ha egy vizes tároló vázába öntjük a fázisváltó anyagokat, akkor nagyon kicsi lesz a tároló teljesítménye. Ha kapszulákba zárva alkalmazzuk az anyagot, akkor a bekerülési költség lesz túl magas. A minél gyorsabb megtérülés érdekében mi nem használunk drága kapszulákat, viszont kibővítettük a hőátadó felületet, hogy nagyobb teljesítményt érjünk el. Igazából a tároló szerkezeti kialakítása a mi know-how-unk, azt szabadalmaztattuk.
CW: Mekkora egy hőakkumulátor élettartama?
Andrássyné Farkas Rita: Maga a hőakkumulátor semmilyen mozgó alkatrészt nem tartalmaz, ezért nincs szükség karbantartásra. Olyan fázisváltó anyagokat alkalmazunk, amelyek tízezer ciklusig változatlan paraméterek mellett üzemelnek. Rendszereink általában napi egy fázisváltási ciklussal működnek. Ez azt jelenti, hogy a hőakkumulátor 27 éven keresztül működőképes, változatlan paraméterek mellett. Különböző paraméterei ezután is legfeljebb 5 százalékkal változnak, így annak sincs akadálya, hogy a 27 év eltelte után is üzemben maradjon az akkumulátor.
CW: Milyen területeken mutatkozik a legnagyobb igény a hőakkumulátoros energiatárolásra?
Andrássyné Farkas Rita: Termékünk mind hűtési, mind fűtési energiát képes tárolni, viszont jelenleg a piacon a hűtés sokkal nagyobb kihívást jelent, mint a fűtés. Ezért mi is a hűtési piacra fókuszálunk. Adatközpontok, irodaházak, hotelek, bevásárlóközpontok és különböző gyárak hűtését tesszük sokkal hatékonyabbá. A hűtés kapcsán az a legnagyobb kihívás, hogy a hűtési rendszerek változó hatékonysággal működnek a nap folyamán. Az éjszakai órákban, amikor alacsonyabb a külső hőmérséklet, illetve nem süt a nap, akkor a hűtőgépnek sokkal jobb a hatékonysága, mint napközben, amikor tűzi a nap, illetve meleg van odakinn. Ezért azokban az időszakokban, amikor jobb a hűtési rendszer hatékonysága, több hűtési energiát állítunk elő, és ennek egy részét a hőakkumulátorban eltároljuk. Később, amikor rossz a hűtési rendszer hatékonysága, az előre eltárolt hűtési energiát fel tudjuk használni. Igazából a rendszer hatékonyságát növeljük a hőtárolás révén, és ezáltal - az alkalmazástól függően - 20-50 százalék közötti villamosenergiát tudunk megtakarítani.
CW: Hőakkumulátor alkalmazásakor mi történik a meglévő, üzemelő hűtési, illetve fűtési rendszerekkel?
Andrássyné Farkas Rita: Mi nem önálló hűtési vagy fűtési rendszereket adunk, hanem a meglévő rendszereket tesszük energiahatékonyabbá, azaz a meglévő rendszerekhez illesztjük hozzá a tárolóinkat. Ez nagyon egyszerű csőszerelési munka, semmilyen nagy átalakításra nincs szükség. Abban az esetben, amikor már a tervezési fázisban részt veszünk például egy épület klímarendszerének megvalósításában, plusz előnyt jelent, hogy csökkenteni tudjuk a hűtési rendszer méretét. Ilyenkor jellemzően elegendő egy kisebb hűtőgép, hiszen a csúcshűtési igényeket a hűtési rendszer és a tároló közösen fogja kielégíteni.
CW: Milyen hőmérséklettartományban működtethető a HeatTank?
Andrássyné Farkas Rita: Mínusz 30 Celsius fok és plusz 120 Celsius fok között.
CW: Hol alkalmazzák már a magyar fejlesztésű hőakkumulátoros energiatárolót?
Andrássyné Farkas Rita: Itthon a legnagyobb energetikai cégek telephelyein, irodaházakban valamint telekommunikációs központokban működnek hőakkumulátoraink. Megkezdtük a külföldi terjeszkedést is. Elsősorban azokat az országok keressük, ahol nagyobbak a hűtési igények. Így került képbe Portugália és Olaszország. Portugáliában egy bevásárlóközpont számára értékesítettünk hőakkumulátorokat. Idén, az év elején egy disztribútori szerződést is aláírtunk egy portugál céggel. Szállítottunk már Indonéziába is. Ezeken kívül az arab térséget helyezzük fókuszba, továbbá szeretnénk betörni a környező országokba és Németországba is.
CW: Mennyibe kerül a hőakkumulátor?
Andrássyné Farkas Rita: Az ár nagy mértékben függ attól, hogy milyen fázisváltó anyagot alkalmazunk, illetve hány tárolót kell beépíteni. Egy kisebb telekommunikációs központba elegendő lehet egyetlen tároló, de egy nagy adatközpontba vagy bevásárlóközpontba akár 15-20 tároló is szükséges az optimális energiamegtakarításhoz. Minden esetben öt év alatti a megtérülési idő.
CW: Milyen továbbfejlesztési elképzeléseik vannak?
Andrássyné Farkas Rita: Maga a hőakkumulátoros rendszer műszaki fejlesztése készen van. Most azon dolgozunk, hogy minél több ipari szegmensben legyen referenciánk. Ezek kívül a szabályozó rendszerünket szeretnénk továbbfejleszteni úgy, hogy minél jobban ki tudjuk elégíteni a felhasználók eltérő igényeit. Tulajdonképpen a működés szempontjából már ez is elkészült, inkább a design finomítása van még hátra. Jelenleg hatan vagyunk a cégben. Folyamatosan keresünk új munkatársakat, jelenleg értékesítőt és marketinges szakembert.
Otthoni hőtárolás
Észszerű gondolat, hogy a lakások energiafelhasználását is csökkentsük hőakkumulátorok alkalmazásával. A probléma csak az, hogy egyelőre nem állnak rendelkezésére megfelelő eszközök. Külföldi kutatóhelyek - sok-sok évnyi munkát követően - a közelmúltban jutottak el arra a pontra, hogy néhány háztartásban éles körülmények között teszteljék a rendszert. Pedig az alapelv egyszerű, az "ördög" a megvalósításban rejlik.
Ha egy üvegbe sószemeket tesszük, majd némi vizet adunk hozzá, a víz sercegni kezd, az üveg felforrósodik: a sókristályok felszívják a vizet, megnagyobbodnak, és közben hőt bocsátanak ki. A folyamat azonban megfordítható: hő hozzáadásával elpárologtatjuk a vizet, azaz kiszárítjuk a sót, így csökken a sókristályok mérete. Amíg a száraz sóba nem kerül víz, a hő elraktározódik benne. A folyamat oda-vissza tetszőleges számban ismételhető, ráadásul úgy, hogy nincs veszteség.
Jóllehet az elv egyszerűnek tűnik, gyakorlati megvalósítása sok kihívást tartogat. Hosszadalmas folyamat volt például a megfelelő só kiválasztása: végül a kálium-karbonát lett a nyerő. A megfelelő eszköz megépítése is körültekintő munkát igényelt. A tesztekben 70 kWh-s eszközöket telepítenek.
