Una dintre cele mai mari probleme pe care le întâmpinăm în renunțarea la combustibilii fosili este intermitența surselor regenerabile; nu este soare noaptea și vântul nu bate întotdeauna. Ai putea cumpăra multe baterii de casă Tesla Powerwall, dar devine destul de scump dacă vrei să le folosești pentru încălzire, răcire sau apă caldă menajeră. Conform Administrației Informațiilor Energetice (Energy Information Administration), acolo se consumă cea mai mare parte a energiei; 70% din energia folosită într-o locuință americană se duce către încălzirea spațiilor (43%); răcire (8%), și încălzirea apei (19%).
O altă problemă este că gazul este ieftin, în timp ce electricitatea poate deveni foarte scumpă, mai ales în timpul orelor de vârf în locuri unde se aplică tarife diferențiate în funcție de oră. De exemplu, unde locuiesc eu, în Ontario, Canada, gazele naturale costă 0,32 C$ pe metru cub, incluzând costurile de livrare, sau 0,031 C$ pe kWh. Electricitatea costă 0,085 C$ pe kWh în afara orelor de vârf (de la 19:00 la 7:00), de 2,74 ori mai mult decât gazul, și 0,176 C$ în timpul orelor de vârf, de 5,67 ori mai mult decât gazul. Nu este de mirare că este atât de greu să electrifici totul.
De aceea, Bateria Termică Sunamp este un produs atât de interesant. Directorul General Andrew Bissell a declarat pentru PlanetaNoastra că au vândut mii de astfel de unități în Marea Britanie, în special ca încălzitoare de apă caldă unde înlocuiesc boilerele pe gaz periculoase, cu încălzire instantă, în proiecte de locuințe, dar și în case pentru apă caldă menajeră și pentru radiatoarele pe care aproape toate locuințele britanice le folosesc pentru încălzire. Viziunea lor:
Bateria Termică Sunamp este practic o cutie bine izolată umplută cu un material cu schimbare de fază. Când lichidele se transformă în solide, eliberează căldura latentă de fuziune; apa va absorbi 80 de calorii de energie pe gram atunci când se topește și va elibera aceeași cantitate atunci când îngheață la 0 C. Bissell amestecă diverse substanțe chimice pentru a schimba starea la temperaturi diferite, absorbind sau eliberând energie după cum este necesar. O serpentină de cupru trece prin material și preia suficientă căldură astfel încât este instantanee, eliminând nevoia unui rezervor sau cilindru voluminos și orice griji legate de dezvoltarea bacteriei Legionella.
Poți introduce orice tip de căldură în cutie. Are un element de încălzire electric care poate fi conectat la rețea sau la surse regenerabile de pe acoperiș, astfel încât, dacă ai panouri solare, le poți folosi atunci când soarele strălucește și poți consuma căldura atunci când nu este soare, folosind energia din rețea pentru a suplimenta. Pentru apă caldă, acest lucru are mult mai mult sens decât alimentarea unui încălzitor de apă cu pompă de căldură cu energie solară de pe acoperiș, așa cum fac mulți oameni acum.
Poți folosi bateria Sunamp pentru a profita de tarifele diferențiate în funcție de oră și să o încarci atunci când electricitatea este ieftină, așa cum arată desenul de mai sus, dar unde devine cu adevărat interesant este atunci când o conectezi la o sursă de apă caldă, cum ar fi o pompă de căldură, care este de fapt doar o formă diferită de dispozitiv cu schimbare de fază. Unitățile care folosesc CO2 (R744) ca agent frigorific pompează apă caldă și pot fi conectate la Bateria Termică, ceea ce este simplu dacă ai încălzire hidronică (cu apă caldă), dar poate fi, de asemenea, trecut printr-un schimbător de căldură pentru sistemele cu aer cald.
Deoarece pompele de căldură mută căldura din aer sau din pământ, în loc să genereze efectiv căldură, ele au un coeficient de performanță (COP) care este un multiplicator al producției încălzirii directe prin rezistență. Pompele de căldură cu CO2, precum cele fabricate de Sanden, pot avea un COP de până la 5,2 la 19 C, dar chiar și când este frig afară, ele continuă să pompeze căldura, cu un COP de 4,5 la 8 C, 3 la -5 C și 2,25 la -15 C. Unde locuiesc eu, o mare parte a iernii a fost în jurul valorii de -5 C, așa că, dacă împart tariful electricității în afara orelor de vârf de 0,085 C$ la un COP de 3, obțin 0,028 C$, ceea ce este mai ieftin decât gazul. În timpul orelor de vârf din timpul zilei, este 0,0586 C$ pe kWh, aproape de două ori mai mult decât gazul, dar de aceea avem o baterie termică – pentru a încărca bateria în perioadele ieftine și a folosi încălzirea și apa caldă de la baterie în timpul orelor de vârf.
Așadar, fără a include costurile capitale ale acelor pompe de căldură și baterii termice (care sunt considerabile), pot renunța la gaz și pot avea costuri de funcționare aproximativ aceleași sau mai mici, funcționând cu energie curată, fără carbon – deoarece Ontario funcționează cu apă și energie nucleară, cu câteva centrale pe gaz pentru vârfurile de sarcină – și îmi procur electricitatea noaptea, când centralele de vârf sunt oprite și furnizorul are dificultăți în a-și da energia în exces. Schimbarea în timp pe care o permite bateria termică Sunamp este bună pentru portofelul meu și este bună pentru rețea, uniformizând cererea, tăind vârfurile și umplând golurile, rezolvând ceea ce ei numesc „curtailment” (reducere), atunci când furnizorul generează mai multă energie decât poate vinde.
Reducerea este o problemă și în cazul panourilor solare în climatele mai calde, cum ar fi California, unde la mijlocul zilei există adesea mult mai multă energie decât pot folosi, în timp ce cererea atinge vârful seara, când toate aparatele de aer condiționat sunt pornite, provocând curba celebră a raței. Dar Bissell poate amesteca substanțele chimice cu o temperatură de schimbare de fază care poate răci la fel de bine cum poate încălzi și poate trece o serpentină prin conductele de AC și poate „ucide rața” mult mai eficient decât bateriile mari Tesla, fără a fi necesară extracția de litiu.
Desigur, soluția mai inteligentă și mai ieftină ar fi să construiești o casă la un standard mult mai înalt, astfel încât aceasta să devină ea însăși o baterie termică; așa cum am mai menționat, o casă construită la standardul Passivhaus poate rezista zile fără încălzire și ar putea funcționa cu o pompă de căldură mult mai ieftină și o baterie Sunamp minusculă doar pentru apă caldă menajeră. Dar există milioane de case existente, precum a mea, care nu pot face asta și a căror renovare este prohibitiv de scumpă. Aceasta ar putea fi foarte bine soluția pentru ele.
În Marea Britanie, Canada și alte țări care ard mult gaz natural, s-au propus diverse soluții pentru a decarboniza alimentarea cu energie, de la noi centrale nucleare la fuziune, și se visează la utilizarea acelei electricități pentru a produce hidrogen pe care să-l trimită prin conducte către centralele noastre. Dar, așa cum am menționat într-o postare anterioară despre exergie, aceasta este energie de înaltă calitate, scumpă. Cum a spus inginerul Robert Bean, este ca și cum ți-ai încălzi mâinile cu o lampă cu flacără.
Pentru a reitera, în locuințele noastre, 70% din acea energie de înaltă calitate este convertită în căldură proastă, de joasă calitate. Nu vrem conducte pline cu hidrogen sau fire pline cu electroni, vrem căldură, care este peste tot în jurul nostru, în aer și în pământ, trebuie doar să o colectăm și să o concentrăm cu pompe de căldură. Cu Bateria Termică Sunamp, avem un loc unde să o stocăm. Nu știu de ce trebuie să facem totul atât de complicat; tot ce avem nevoie pentru a face asta este deja disponibil.
