能源效率、能源安全和气候变化,是目前人类亟需解决的问题。这些问题在当前及未来一段时间,都直接决定着人们的生活质量。看看报纸上那铺天盖地的关于环境问题的报道吧,从中可想而知:寻找可持续能源已是一件迫在眉睫的事,不少企业、研究机构及个人都在努力解决这一问题。

在瑞典,房屋消耗了全国超过三分之一的能量,其中绝大多数用于供暖、烹饪、照明和为各类家电供电。在写字楼、酒店和企业等生产经营场所,制冷系统和通风设备占用了大部分的能量。在炎热的夏季,大型建筑的能耗主要用于降低室内温度,冬季则相反。夏热冬用这一方案,巧妙地利用了热力学原理,以此来降低能量消耗。

贮热(TES)是一项拥有30年历史的技术。目前已经发展出原理不同的两大类系统:一种名为蓄水层贮热(ATES),其原理是将能源储存在地下蓄水层或地表水中。(您可以阅读优质环境首页的文章《自然加热及冷却》来了解更多资讯)第二种名为钻孔贮热。(BTES)

瑞典的SEEC公司研发出了一种可提高钻孔储能效率、减少能量损失的专利技术。SEEC技术的储能系统的设计、配置和控制方式,及能量从储存库中移除后再补给的方式都十分特别。

钻孔储能

经历丰富的旅行者

经历丰富的旅行者。


如今,投资从空气、陆地、河流和山川中获得能量的设备十分划算。以热泵为核心的储能设备,让能量储存得以商用。

基于BTES原理的能量储存系统有许多钻孔。SEEC公司按照同心圆的形状排列这些钻孔。钻孔数量和深度视储能规模而定。

当一栋建筑内开始制冷,通风设备带走的热量便浪费了。将废热引向储能设备是更理想的选择。废热会使钻孔周围的地面升温。如果冷却载荷足够大,产生的废热足以在冬季为这栋建筑供暖。如果废热满足不了冬季的需求,由充满液体的地下管道构成的地下采集装置可以对储能进行补充。采集装置会采集太阳能,并将热能转存起来。

到了冬季,储存库的热量依靠热泵送入建筑中供暖。如果储存库的规模合适,便不再需要其他能源为建筑供暖了。在温暖的季节里,能量储存的方式可以对调,多余的冷气将被储存起来,到了夏季再为建筑制冷。

高效储能

“贮热是一项伟大的方案。”SEEC首席执行官Andrew Anderson说,“该方案的每一部分都采用了成熟的技术。存储可以带来巨大的经济和环境效益。依照现在的科技水平,这一方案可以让能耗下降70%至90%,为人们节省了不少开支。”

贮热的基本原理之一是实现存储系统中的能量平衡。简单的说,就是用多少补多少。储存库里的平均温度为7摄氏度,但一年过后便会在4至10摄氏度之间波动。温度变化是由库中增加或失去的能量造成的。通过逐渐增加比输出略多一点的能量,能量系统的效率便逐渐提高了。

“SEEC系统专注于能量损失最小化,在该领域拥有科技、理念等多个方面的优势。比如:我们通过在存储系统中增加一个温度垫,轻松地提高整个系统的效率。它为我们的客户节省了大量的运营成本。”Anderson如是说。

智能测算和控制

SEEC的能量存储系统采用了几种不同的监控方式。如:测量钻孔中的温度;记录能量的供应和使用;持续监测存储系统中的总能量。能量储备的监控要和热泵以及其它设备相配合。另外,控制系统采用的是开放的技术,可通过互联网远程控制。

冬季足球

在卡特琳娜霍尔姆,有足球场的冬季供暖,就是利用附近冰球场的制冷压缩机产生的废热。压缩机所产生的能量存储在SEEC的储能系统中。借助一台热泵,多余的热量被输送至足球场地下的暖管中,以保证全年赛事照常进行。到了夏季,足球场变成了太阳能采集设备,供暖管被用来为能量库加热,以提高热泵的效率和节省运营开支。

本文于2011年5月发布