Kompakt varmelager til solenergi - IEA

Projektet har udviklet og afprøvet et sæsonvarmelager til solvarmeanlæg baseret på et salthydrat. En række eksperimentelle og teoretiske undersøgelser har klarlagt hvordan varmelageret bedst udformes.
Projektbeskrivelse

Projektet skal udvikle og demonstrere et kompakt sæsonvarmelager baseret på et stabilt underafkølende salthydrat. Varmelageret kan anvendes som en del af et solvarmeanlæg, som helt kan dække det årlige varmebehov for nye bygninger. 

Udviklingsarbejdet opdeles i et antal separate eksperimentelle og teoretiske undersøgelser, som vil klarlægge hvorledes varmelageret bedst udformes. Blandt andet besvares følgende spørgsmål:

  • Hvilke beholdermaterialer, beholderudformninger og beholdervolumener resulterer i en stabil underafkøling? 
  • Hvilket temperaturniveau er nødvendigt under opladning af varmelageret for at sikre en stabil underafkøling? 
  • Hvorledes påvirker lagerudformningen varmeoverføringsevnen for opladning og afladning af varmelageret? 
  • Hvordan fyldes varmelageret bedst med store mængder natriumacetat? 
  • Hvad er den mest pålidelige måde hvorpå det underafkølede salthydrat kan aktiveres, så varmelageret kan blive afladt når der er behov for det? 
  • Hvad er det optimale volumen af varmelagerets separate beholdere? 
  • Hvilket styresystem er bedst egnet til varmelageret? 

Nogle af svarene på ovenfor nævnte spørgsmål vil blive fundet i projektets første år.

Projektet er den danske del af første år af IEA projektet: International Energy Agency Solar & Cooling Programme Task 42 project ''Compact Thermal Energy Storage: Material Development and System Integration''. I IEA projektet vil et sæsonvarmelager baseret på natriumacetat blive udviklet og afprøvet i en lagerprøvestand. IEA projektets varighed er 4 år.

Resultater

Der er gennemført teoretiske og eksperimentelle undersøgelser af hvorledes varmelagermoduler til et kompakt sæsonvarmelager baseret på en stabilt underafkølende saltvandsblanding bestående af natriumacetat og vand bedst udformes. Solvarmeanlæg med sådan et kompakt sæsonvarmelager kan helt dække det årlige varmebehov for lavenergihuse i Danmark.

På basis af undersøgelserne anbefales det at udforme modulerne som sandwichkonstruktioner med flade beholdere med saltvandsblandingen omgivet af en varmevekslerbeholder under og over saltvandsbeholderen. Der anvendes en saltvandsblanding bestående af 58%(vægt%) og 42% vand. Det anbefales endvidere at anvende stål som beholdermateriale, at saltvandsbeholderens volumen er ca. 250-500 l, at saltvandsbeholderens højde er ca. 5 cm, og at varmevekslerbeholderne består af et antal parallelle kanaler med en højde på ca. 2 mm. Desuden anbefales det at de indre overflader af saltvandsbeholderen er så glatte som muligt og at saltvandsbeholderen forsynes med en fyldestuds, som udformes så alle salthydratkrystaller kan smeltes under opvarmning ved hjælp af varmevekslerne. Endelig anbefales at modulet forsynes med en minibeholder i god termisk kontakt med saltbeholderens overflade. Minibeholderen kan tilføres flydende CO2 under et tryk på 5 bar når størkning af den underafkølede saltvandsblanding skal startes, altså når der er et varmebehov som skal dækkes af varmelageret. Der vil straks herefter blive transporteret varme fra saltvandsbeholderen til den flydende CO2, som vil koge og dermed køle en lille del af saltvandsblandingen til så lav en temperatur, at størkning vil starte.

Key figures

Periode:
2008 - 2012
Bevillingsår:
2008
Egen finansiering:
0,00 mio.
Støttebeløb:
0,80 mio.
Støtteprocent:
100 %
Projektbudget:
0,80 mio.

Kategori

Oprindelig title
IEA Task 42: Kompakt varmelager - materialeudvikling og systemintegration
Program
EUDP
Fælles overordnet teknologiområde
Sol
Journalnummer
63011-0155

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU) 0.80 mio.

Kontakt

Kontakperson
Simon Furbo
Adresse

Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Byggeri og Anlæg DTU Byg)
Brovej , Bygning 118
DK-2800 Kgs Lyngby
www.byg.dtu.dk
Furbo, Simon , 45251857, sf@byg.dtu.dk
Øvr. Partnere:

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk