TWOJA PRZEGLĄDARKA JEST NIEAKTUALNA.
Wykryliśmy, że używasz nieaktualnej przeglądarki, przez co nasz serwis może dla Ciebie działać niepoprawnie. Zalecamy aktualizację lub przejście na inną przeglądarkę.
Na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym trwają prace nad projektem COOLSPACES 4 LIFE w ramach prestiżowego grantu Komisji Europejskiej. We współpracy z partnerami z Polski i Hiszpanii nasi naukowcy zaprojektują i stworzą system alternatywnego chłodzenia, oparty na nowatorskich czynnikach chłodniczych i innowacyjnym systemie magazynowania energii.
W ciągu 25 lat ponad trzykrotnie wzrosło zużycie energii, jaką na całym świecie przeznaczamy na chłodzenie mieszkań, domów i budynków komercyjnych. A będzie jeszcze gorzej, bo wraz ze wzrostem temperatur z powodu ocieplania się klimatu rośnie zapotrzebowanie na urządzenia klimatyzacyjne.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna prognozuje nawet, że do 2050 r. zużycie energii na chłodzenie budynków będzie stanowiło 16 proc. całego zapotrzebowania na energię elektryczną, stanowiąc dominujący segment.
A to zwiększy ryzyko niedoborów energii w momentach szczytowych obciążeń, czyli np. upałów. Istnieje zatem ogromna potrzeba wdrożenia rozwiązań, które pozwolą uniknąć takich problemów.
Kolejny krok, by stać się zieloną uczelnią
Na naszej uczelni zaczęły się prace nad systemem alternatywnego chłodzenia, prowadzone w ramach prestiżowego programu LIFE. Finansuje je Komisja Europejska, przy współfinansowaniu ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej*.
Badania prowadzą wspólnie naukowcy z naszego Wydziału Mechaniczno-Energetycznego, hiszpańskiego Uniwersytetu w Almerii i Solar Energy Research Center, pracownicy PROZON Fundacji Ochrony Klimatu, a także hiszpański partner przemysłowy Hedera Helix Ingenieria y Biotecnologia.
Pracami kierują wspólnie dr hab. inż. Sabina Rosiek-Pawłowska, prof. uczelni, laureatka programu NAWA Polskie Powroty** oraz dr inż. Bartosz Gil, członek Academii Iuvenum. Oboje są naukowcami z Katedry Termodynamiki i Odnawialnych Źródeł Energii. Na swoje badania zyskali prawie 9 mln zł.
Projekt COOLSPACES 4 LIFE potrwa pięć lat. W tym czasie jego uczestnicy zamierzają zaprojektować, stworzyć i przetestować pilotażowy system alternatywnego chłodzenia.
Będzie składał się z opracowanego przez nich urządzenia chłodniczego o mocy 70 kW zasilanego energią odnawialną, połączonego z innowacyjnym magazynem energii oraz inteligentnym systemem sterowania.
Oparty na przyjaznych środowisku technologiach system zostanie wykorzystany do chłodzenia jednego z pięter budynku Geocentrum w kampusie uczelni.
– Stanie się zatem przykładem żywego laboratorium do opracowywania innowacyjnych technologii z zakresu OZE, chłodnictwa, a także nowych technologii komunikacyjnych, pozwalających na dużą elastyczność w zarządzaniu energią – opowiada prof. Rosiek-Pawłowska.
Konsorcjanci planują także komercjalizację wypracowanych rozwiązań i urządzeń, tak żeby po zakończeniu projektu mogły z nich korzystać inne budynki użyteczności publicznej w Europie.
Chłód i ciepło w jednym
Jak będzie działał system? Zasili go 75 paneli fotowoltaicznych zainstalowanych na dachu Geocentrum. Stamtąd energia elektryczna będzie trafiała do instalacji, na którą złożą się urządzenie chłodnicze oparte o tzw. zielone czynniki chłodnicze i specjalny – także zaprojektowany w ramach projektu – magazyn chłodu.
Z instalacji popłynie chłodna woda, która zapewni klimatyzację na trzecim piętrze budynku, a w zimniejszych miesiącach urządzenie będzie dogrzewać pomieszczenia, jako że z instalacji może płynąć także ciepła woda. Część ciepła pozwoli także ogrzać wodę użytkową w Geocentrum.
- Wykorzystując technologie magazynowania energii cieplnej i elektrycznej, będziemy za pomocą odpowiednich systemów sterowania i kontroli przełączać się z jednego źródła na inne – tłumaczy badaczka. – Wszystko po to, by mając wiedzę o kosztach energii z różnych źródeł oraz korzystając z informacji o cenie energii elektrycznej w sieci, móc decydować w każdym momencie: kiedy z jakiego źródła pobierzemy tę energię, by wybrać tę bardziej opłacalną.
Samo urządzenie klimatyzacyjne będzie wykorzystywało przyjazne dla środowiska czynniki chłodnicze. – Ograniczając tym samym do minimum bezpośredni wpływ instalacji na tworzenie efektu cieplarnianego – wyjaśnia dr Gil.
Urządzenie projektowane w ramach projektu COOLSPACES 4 LIFE będzie spełniać wszystkie obowiązujące obecnie wymogi środowiskowe.
– Zastosujemy mieszaninę czynników naturalnych i syntetycznych, uzyskując maksimum korzyści ekologicznych i ekonomicznych, przy jednoczesnej wysokiej wydajności i efektywności pracy instalacji – dodaje dr Gil. – To będzie bardzo innowacyjne rozwiązanie.
Co ważne, opracowane przez naukowców urządzenie będzie wykorzystywało odpadowe czynniki chłodnicze odzyskiwane z utylizowanych urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych. Jest to możliwe dzięki współpracy z warszawską fundacją PROZON, która w innym projekcie LIFE pracuje nad instalacją do rozdziału odpadów mieszanin czynników chłodniczych.
- Mieszaniny wykorzystywane w takich urządzeniach są rozdzielane na czynniki bazowe. W naszym urządzeniu zastosujemy te, które mają niski parametr GWP, który określa potencjał tworzenia efektu cieplarnianego – tłumaczy prof. Rosiek-Pawłowska. – Na razie ich ilość na rynku wtórnym jest niewielka, ale z każdym rokiem będzie wzrastać. Przepisy prawne stopniowo obligują producentów urządzeń chłodniczych do stosowania czynników o coraz niższym GWP.
Uniwersalne rozwiązanie
Jak podkreśla profesor, projekt będzie obejmował zarówno badania podstawowe, jak i wdrożeniowe.
– Udowodnimy, że możliwe jest wykorzystanie budynków jako zasobu środowiskowego do generowania, magazynowania i oszczędzania energii – podkreśla profesor. – Stworzymy gotowe rozwiązanie, które będzie testowanie nie tylko u nas, w kampusie Politechniki Wrocławskiej, ale także w Hiszpanii, u naszych partnerów. Będziemy sprawdzać efektywność działania projektowanej instalacji w innych warunkach klimatycznych, na południu Hiszpanii, gdzie od maja do października potrzeba chłodu jest wręcz ekstremalna. Ponieważ nasze urządzenie może dostarczać także ciepło, dążymy do tego, żeby było uniwersalne i można je było zamontować i używać na dowolnej szerokości geograficznej w Europie.
Projekt wiąże się z rozwijaniem wielu aspektów naukowo-technicznych m.in. z optymalizacją, algorytmami sterowania czy modelowaniem urządzeń i magazynów energii. Naukowcy planują także, że jego efektem będą wdrożeniowe doktoraty oraz międzynarodowe szkolenia i wyjazdy naukowe.
Więcej informacji na temat programu LIFE na stronie internetowej przedsięwzięcia.
* Niniejszą publikację opracowano i opublikowano w ramach projektu LIFE20 CCM/PL/001607 pn. „Innowacyjne urządzenie chłodnicze z napędem solarnym oparte o przyjazne dla klimatu czynniki chłodnicze i magazynowanie energii termicznej”. Dofinansowano ze środków Komisji Europejskiej w ramach Programu LIFE oraz Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Politechnika Wrocławska jest liderem projektu COOLSPACES 4 LIFE z budżetem prawie 2,9 mln euro.
** Prof. Rosiek-Pawłowska jest kierownikiem (stypendystką) projektu finansowanego przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej w ramach Programu Polskie Powroty 2018”. Więcej informacji na temat jej badań w naszym tekście.
Lucyna Róg
