Rozwój transformacji energetycznej związanej ze źródłami odnawialnymi oraz wycofywanie się z wykorzystywania paliw kopalnych, stawia wiele wyzwań przed systemami energetycznymi. Ilość energii z OZE często nie jest powiązana z zapotrzebowaniem, co powoduje, że zarządzanie całą infrastrukturą energetyczną staje się problematyczne. Dalszy rozwój energetyki odnawialnej będzie wymagał wsparcia magazynami energii, które zabezpieczą dostawy, gdy będzie to konieczne. Czym jest magazynowanie energii i w jaki sposób można je realizować?

Magazynowanie energii często kojarzy się z energią elektryczną i jej gromadzeniem w bateriach. Energia jednak to nie tylko prąd elektryczny.  Ciepło – to w czym Enetech się specjalizuje, również może być magazynowane, gdy mamy jego nadmiar oraz wykorzystywane w czasie zwiększonego zapotrzebowania.

Wyróżniamy pięć głównych form magazynowania energii: mechaniczną: , elektrochemiczną, chemiczną, termiczną oraz elektryczną. Dla każdej z nich magazynowanie energii można realizować na różne sposoby.

Dla osób prywatnych i większości przedsiębiorstw, dostępne rozwiązania to magazyny energii termicznej lub energii elektrycznej w układach elektrochemicznych (bateriach). Te drugie charakteryzują się wysokimi kosztami zakupu oraz znaczącym, negatywnym wpływem na środowisko naturalne. Ich żywotność jest również zdecydowanie niższa niż magazynów energii termicznej.

Magazyny energii termicznej bazują na dwóch różnych zjawiskach: magazynowanie z użyciem ciepła jawnego lub ciepła utajonego. Magazynowanie energii cieplnej w postaci ciepła jawnego jest znanym rozwiązaniem – wykorzystuje się je chociażby w zbiornikach C.W.U. lub buforach wodnych. Zasada działania takiego magazynu jest bardzo prosta. Podgrzewając zimną wodę w zbiorniku dostarczamy do niego energię i odbieramy ją (schładzając wodę, lub po prostu pobierając ja) w innym czasie. Wadą takiego rozwiązania jest konieczność instalacji zbiorników o dużych wymiarach oraz wysokim poziomie straty energii z uwagi na dużą powierzchnię zewnętrzną zbiorników.

Alternatywnym sposobem na magazynowanie energii termicznej jest akumulacja ciepła utajonego. Polega ona na magazynowaniu znacznych ilości energii cieplnej w procesie przemiany fazowej. W przeciwieństwie do akumulowania ciepła jawnego, w procesie, nie dochodzi do zmiany temperatury materiału. Wysokie ciepło przemiany fazowej pozwala uzyskać magazyny o zdecydowanie mniejszych wymiarach, zachowując te same pojemności cieplne (magazynując taką samą ilość energii).

W tego typu magazynach energii stosowane są materiały zmiennofazowe (ang. Phase Change Materials – PCM) – związki chemiczne, które mogą akumulować lub oddawać znaczące ilości energii w ściśle określonym zakresie temperatur. Dzieje się to podczas przemiany fazowej (procesu termodynamicznego o izotermicznym charakterze), pod wpływem zmiany temperatury lub ciśnienia. Przemiana fazowa najczęściej polega na zmianie stanu skupienia, ale nie jest to warunek konieczny.

Większość materiałów zmiennofazowych to materiały w pełni bezpieczne dla ludzi oraz nieszkodliwe dla środowiska. Materiały zmiennofazowe o dodatniej temperaturze topnienia to parafiny – takie same jak w świecach. Duża grupa to również substancje spożywcze, np. słodziki.

• akumulacja dużej ilości energii w niewielkiej objętości;
• bezpieczne dla ludzi i zwierząt;
• zerowy wpływ na środowisko naturalne;
• niski ślad węglowy produkcji i utylizacji.

Dzięki zastosowaniu materiałów zmiennofazowych w magazynach ciepła możliwe staje się osiągnięcie cech magazynów, które byłby niemożliwe do osiągnięcia w przypadku wykorzystania jedynie ciepła jawnego (magazynów wodnych). Ważna jest wysoka gęstość magazynowania energii, dzięki której możliwe jest zmagazynowanie takiej samej ilości ciepła w mniejszej objętości i/lub masie. Dzięki tej właściwości domowe oraz przemysłowe magazyny ciepła mogą być zastosowane nawet na niewielkich powierzchniach. Mobilne magazyny ciepła mogą natomiast przewozić wystarczającą ilość energii, aby proces ten był efektywny ekonomicznie.

Dzięki tej właściwości domowe oraz przemysłowe (linki) magazyny ciepła mogą być zastosowane nawet na niewielkich powierzchniach, a mobilne magazyny ciepła (link) mogą przewozić wystarczającą ilość energii, aby proces ten był efektywny ekonomicznie.