Varmelagring av solenergi

Varmelagring av solenergi

Et problem med solenergi er lagring. Det er ofte slik at når den er lettest tilgjengelig, så er det minst bruk for den. Det er derfor viktig å finne effektive måter å lagre solenergi på, slik at den kan utnyttes når det er behov for den. Det finnes mange måter å lagre energi på. Her skal vi se nærmer på solenergi lagret som varmeenergi også kalt termisk lagring.

Solenergi som omdannes til varmeenergi kan lagres i nært sagt alle typer materialer. Dette gjøres i praksis gjennom å varme opp eller kjøle ned et lagringsmedium slik at energien kan benyttes på et senere tidspunkt enten for oppvarming, nedkjøling eller for elektrisitetsproduksjon. Systemer for lagring av termisk energi brukes spesielt i bygg, industrielle prosesser og i fjernvarmeanlegg.

For å få en lønnsom utnyttelse av lagringen ser man etter materialer med høy varmekapasitet sammenliknet med volum og kostnader. I tillegg til selve lagringsmediet, vil tykkelsen på isolasjonen rundt lagringsmediet og volumet av lageret avgjør hvor lenge energien kan lagres. Generelt kan vi si at jo større lager jo mer sentralt anlegg må det betjene for å være lønnsomt.

Termiske energilagringssystemer kan være enten sentraliserte eller desentraliserte. De sentraliserte systemene brukes normalt i fjernvarme- eller fjernkjøleanlegg, store industrianlegg og kombinerte kraft- og varmeproduksjonsanlegg. Desentraliserte anlegg brukes vanligvis for å betjene enkelt bygninger eller et lite antall bygninger.

Vann er et godt egnet lagringsmedium for termisk energi. Det brukes ofte der varmen skal benyttes til oppvarming av bygninger. Spesielt godt egnet er salt vann.

I vannbårne systemer med sentralvarme benyttes ofte en vanntank som akkumulator. I systemer med solfangere er vanntanken et sentralt element for at man skal kunne lagre varme mellom natt og dag. Det finnes også store solfangersystemer hvor man benytter seg av svært store varmelagre for å kunne lagre solenergi fra sommer til vinter. Slike lagre må være store for å få en rimelig bra økonomi og må derfor også være tilknyttet et fjernvarmeanlegg.

Soltermisk elektrisitetsproduksjon benytter konsentrerte solstråler til å varme lagringsmediet til over 100 °C. Da blir oljer eller smeltet salt mer hensiktsmessig som energilager. Hensikten er å få jevnere elektrisitetsproduksjon, både gjennom døgnet og når skyer skygger for innstrålingen.

Ulike saltlegeringer har ulike smeltetemperaturer og kan også brukes i forbindelse med lavtemperatur varmelagring, for eksempel i forbindelse med lagring av overskuddsvarme i bygninger. I slike løsninger er det varmeutvekslingen ved overgang fra fast stoff til væske som utnyttes. Denne teknologien for energilagring er valgt ved solkraftverket Gemarsolar for å kunne produsere elektrisitet i opptil 15 timer uten solinnstråling.

Gemarsolar” som ble satt i kommersiell drift i 2011 ligger i Spania, og var det første solvarmeanlegget som tok i bruk et sentraltårn som energimottaker og smeltet salt som lagringsmedium. Selv om mye av teknologien var hentet fra forsøk i USA har erfaringene herfra vært avgjørende for den videre utviklingen på område.

For bygninger som har behov for både kjøling og oppvarming kan det være hensiktsmessig å lagre energi mellom de forskjellige sesongene. Det mest hensiktsmessige lagringsmediet til dette formålet er som regel i grunnen.

Å bruke grunnen som energilager er relativt ukomplisert. Det er imidlertid forbundet med betydelige energitap, ettersom varmelageret i grunnen lett vil spre seg til omliggende områder. Slike lagre må derfor være meget store for at varmetapet skal bli akseptabelt. Denne lagringsmåten må derfor knyttes til store varmebehov, for eksempel et som del av et fjernvarmeanlegg.

Et grunnvarmelager kan også bestå av en varmepumpe i kombinasjon med energibrønner. Varmepumpen kan kjøres begge veier, slik at overskuddsvarme pumpes ned i grunnen på sommeren, mens den hentes opp på vinteren. Dermed opereres det også med såpass små temperaturdifferanser at varmetapet blir begrenset.

More Stories