I sin ph.d.-afhandling tester ph.d.-studerende fra DTU Byg, Mark Dannemand, to prototyper til opvarmning af bygninger, hvor solenergi lagres i en saltforbindelse og kan udløses efter behov.
For at kunne bruge vedvarende energi som effektiv energikilde er det nødvendigt at kunne lagre den overskudsenergi, som produceres, så den kan bruges senere. Netop lagringen er en udfordring, som forskere og virksomheder har arbejdet med i mange år.
Mark Dannemands forslag til en løsning på varmelagringsproblematikken findes i en saltforbindelse, der kan varmes op og fungere som en passiv varmedunk, der kan aktiveres, når den lagrede energi skal bruges.
Idéen bag Mark Dannemands forskning er inspireret af håndvarmere, som har været på markedet siden 1970’erne. Håndvarmerne indeholder en saltforbindelse, koges i ti minutter og er herefter opladet med varme, som kan udløses, når behovet opstår. Det sker ved at knække en metalplade inde i håndvarmerne, som starter en kemisk proces, der udleder varme. Dermed har man et transportabelt varmelager, som kan udløses, når behovet opstår.
Varmelagringen i Mark Dannemands forsøg foregår ved at smelte salthydratet natriumacetat trihydrat ved 58 grader celsius. Ved smeltningen optages en betydelig mængde varme. Saltet har den egenskab, at det kan køle ned til under smeltepunktet til omgivelsernes temperatur uden at størkne igen. Denne proces kaldes underafkøling. Derved lagres smeltevarmen uden at afgive yderligere varmetab til omgivelserne. Når et varmebehov opstår, fremprovokeres størkningen, hvorved smeltevarmen frigives.
I forbindelse med sin ph.d.-afhandling har Mark Dannemand testet to forskellige design af prototypevarmelagringsenheder i et laboratorium: Et design, som er udviklet på DTU Byg og et, der er udviklet af en industripartner.
– Testene har demonstreret, at lagringsprincippet virker i fuld skala. Vi har opnået en stabil underafkøling og dermed en stabil langtidslagring af varmen for enheder med 220 kg salt i en periode på to måneder. For at forhindre spontan afkøling har vi udformet og styret lagrene, så der ikke opbygges tryk i forbindelse med opvarmning og afkøling. Varmeindholdet af saltet er blevet optimeret ved hjælp af tilsætningsstoffer, som forhindrer faseseparation i saltet. Vi har desuden udviklet saltblandinger med øget varmeledningsevne for at skabe en forbedret ydeevne, forklarer Mark Dannemand i en pressemeddelelse fra DTU.
Der er dog stadig lidt vej til at omsætte metoden til almindelig praksis. Med den nuværende metode skal der nemlig bruges 2 ton salthydrat til at holde et mindre hus selvforsynende i bare én uge om vinteren.
Mark Dannemand forsvarer sin ph.d.-afhandling ”Compact Seasonal PCM Heat Storage for Solar Heating Systems” torsdag den 26. maj kl. 13.00.
Forskningen indgår i EU-projektet COMTES, der fokuserer på varmelagring.