Otthon, zöld otthon: tudományos megoldások a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére és (talán) pénzmegtakarításra PlatoBlockchain Data Intelligence. Függőleges keresés. Ai.

Otthon, zöld otthon: tudományos megoldások a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére és (talán) pénzmegtakarításra

A növekvő energiaszámlák miatt rengetegen érdeklődnek a fosszilis tüzelőanyagok elhagyása iránt, amelyeket jelenleg a legtöbb brit otthon fűtésére használnak. A kérdés az, hogyan valósítsák meg, mint Margaret Harris magyarázza

(Jóvolt: Shutterstock/Douglas Baldan)

Mélyen a középkori Bath Abbey templom járólapjai alatt egy ősi csavarral rendelkező modern csoda csendben érezteti jelenlétét. 2021 márciusában készült el az apátság fűtési rendszer a padló alatti csöveket a felszín alatt hét méterrel elhelyezett hőcserélőkkel kombinálja. Ott egy közel 2000 éve épített lefolyó naponta 1.1 millió liter 40 °C-os vizet szállít egy természetes hőforrásból az ókori római fürdők komplexumába.

Ennek a meleg víznek a megcsapolásával a rendszer elegendő energiát biztosít nemcsak az apátság, hanem a szomszédos, irodaként használt grúz nyaralók felfűtéséhez is. Nem csoda, hogy az apátság rektora "fenntartható megoldásként" méltatta gyönyörű történelmi templomunk fűtésére.

De ez nem volt minden. Miután az apátság fűtésének szén-dioxid-mentesítésére irányuló erőfeszítések folytak, a tisztviselők a 19.4 millió GBP értékű Bath Abbey Footprint projekt figyelmüket az épület elektromosságára fordították. A legtöbb templomhoz hasonlóan az apátság is keletről nyugatra halad, így a teteje kiterjedt déli fekvésű. Az Egyesült Királyság északi szélességein az ilyen tetőket a nap nagy részében napfény fürdeti, így ideálisak a fotovoltaikus (PV) napelemek számára. A Gloucester katedrális – egy óra autóútra Bathtól északra – már kihasználta ezt a kedvező tájolást, és 2016-ban az Egyesült Királyság első nagy ókori katedrálisa lett. a tetejére szerelt napelemek.

A gloucesteri katedrális napelemei

A Footprint projekt a Bathi Egyetem PhD-hallgatóival dolgozott, hogy megtudja, megfelelő lehet-e egy hasonló elrendezés a Bath Abbeyben. Az új és fenntartható fotovoltaikával foglalkozó doktori képzési központ (CDT).. ban megjelent megvalósíthatósági tanulmányban Energiatudomány és mérnöki tudomány (2022 10 892), a hallgatók kiszámították, hogy egy jól megtervezett PV panelek az apátság villamosenergia-ellátásának 35.7%-át tudják ellátni, plusz 4.6%-át, amelyet vissza lehetne adni a hálózatnak azokon a napokon, amikor többlet keletkezik. A tömb körülbelül 13 éven belül megtérülne, és 139,000 éves élettartama alatt 12,000 25 ± XNUMX XNUMX GBP teljes nyereséget termelne.

otthoni igazságok

A napelemek felszerelése a Bath Abbey tetejére egyelőre csak ötlet. „Ez egy életképes lehetőség a jövőre nézve – ha megfelelő az időzítés” – ahogy a Footprint projekt igazgatója, Nathan Ward fogalmaz. De az Egyesült Királyságban sok ember számára – hétköznapi házigazdák, valamint híres épületek őrzői – számára az időzítés valóban nagyon sürgősnek tűnik. Az ukrajnai orosz invázió, az erős globális gázkereslet és különböző helyi tényezők hatására az energiaárak soha nem látott szintre emelkedtek.

Az augusztusban megjelent előrejelzések szerint a Cornwall Insight tanácsadó cég számolt hogy az átlagos brit háztartás havi 355 fontot költhet energiára 2023 januárjában, ha a helyzet nem változik. Az Egyesült Királyság kormányának energiaárgarancia, A szeptemberben bejelentett, némi könnyítést nyújtott az energiaszámlák támogatásával. Ennek ellenére 2021 októbere és 2022 októbere között az a maximális egységár, amelyet az energiaszolgáltatók felszámíthatnak az Egyesült Királyság háztartásaitól jelentősen nőtt7 pennyről 10.3 pennyre emelkedik kilowattóránként (kWhr) a gáz esetében és 21 pennyről 34 pennyre a villamos energia esetében.

A Bath Abbey új földhőszivattyús rendszerének része

Fürdőfizikus Alison Walker, aki a CDT igazgatója, azt mondja, hogy csapata lapja akkoriban inkább egy hipotetikus javaslat annak bizonyítására, hogy az apátság komolyan gondolta szénlábnyomának csökkentését. Most azonban „olyan meredeken megemelkedett az energia költsége, hogy ha ön termeli az energiát, az sokkal olcsóbb lesz, és kevésbé lesz kitéve az energiaár-ingadozásoknak, mint amilyeneket idén tapasztaltunk” – mondja.

Azon háztartások számára, akik csökkenteni szeretnék energiaszámlájukat, szénlábnyomukat vagy mindkettőt, a napelemek az egyik legegyszerűbb és legolcsóbb módja ennek. A szilícium alapú napelemes panelek kiforrott technológia, áraik az elmúlt 10 évben zuhantak, és a tetőtéri panelek telepítése csak néhány napot vesz igénybe. Mivel azonban a napelemes berendezések állami támogatása már nem elérhető a háztartások számára, az előzetes költségek sokak számára akadályt jelentenek, és a telepítőknek hosszú várólisták vannak.

Ami még rosszabb, a napelemek nem minden lakásban alkalmasak, akár technikai okok miatt, akár a megjelenésük miatt. „Az Egyesült Királyságban nagyon tudatosak vagyunk az épületek esztétikájával kapcsolatban” – mondja Mike Walls, a Loughborough Egyetem fizikusa Megújuló Energia Rendszerek Technológiai Központja. „Vannak olyan épületek, különösen régiek, amelyekre az emberek nem raknának napelemet, mert nem néznek ki jól, vagy nem illeszkednek jól az általános megjelenéshez.” A Gloucester Cathedral projektvezetője, Anne Cranston megjegyzi, hogy csapatának bizonyítania kellett, hogy a panelek „lehetőleg „lopakodóak”, mielőtt a tervező hatóságok elfogadnák őket.

Mindenesetre néhány napelem panel tetőre csapása ritkán elég önmagában ahhoz, hogy megszabadítsa a háztartásokat a fosszilis tüzelőanyagoktól való függésüktől. Nyilvánvaló, hogy a Nap nem süt éjszaka, míg az átlagos közvetlen normál besugárzás – a Nap egységnyi területre eső energiájának mértéke – Észak-Európában nem több néhány kWh/m-nél.2. Egy tipikus brit tetőtéri napelemes tömb még a legnaposabb téli napokon sem termel elegendő energiát az alatta lévő ház fűtéséhez – ahogy azt fedeztem fel, amikor februárban napelemeket szereltem fel a saját otthonomra (lásd az „Egy házonként” keretet). ”).

Ha a napelemek nem adnak teljes megoldást, azoknak a háztartásoknak, akik véget akarnak vetni (vagy legalábbis csökkenteni) a fosszilis tüzelőanyagoktól való függésüket – és nem rendelkeznek a Bath Abbey kényelmes római melegvízellátásával – más megoldást kell találniuk. Az egyik lehetőség a hagyományos gáztüzelésű kazánoktól való megszabadulás és alternatív fűtési rendszerekkel való helyettesítése. Valójában az Egyesült Királyság kormányának azon ígérete részeként, hogy 2050-ig nulla szén-dioxid-kibocsátást kíván elérni, 2025-től már nem lesz törvényes gázkazán felszerelése az újonnan épült házakba az Egyesült Királyságban. A meglévő helyiségek felújítására irányuló erőfeszítések azonban lassan haladnak. Hogyan fogjuk tehát „zöldíteni” az Egyesült Királyság lakásállományát?

A hő bent tartása

Az Egyesült Királyság otthonai átlagosan háromszor gyorsabban veszítenek hőt, mint más európai országok otthonai

A szakértők, akikkel ebben a cikkben beszéltem, egy pontban egyetértettek: minden sokkal könnyebb lenne, ha a lakások jobban szigetelve lennének. „Valójában a válasz a szigetelés, a szigetelés, a szigetelés, mert egyszerűen ez messze a legjobb módja az energiaköltségek csökkentésének” – mondja Walker. „A hatékonyságra nem igazán fordítanak annyi figyelmet, mint kellene” – ért egyet Zoe Robinson, a Keele Egyetem fenntarthatóság professzora.

A számok kijózanítóak. Egy 2020 tanulmány Az intelligens fűtési technológiákkal foglalkozó Tado° cég megállapította, hogy az Egyesült Királyság otthonai átlagosan háromszor gyorsabban veszítenek hőt, mint más európai országok otthonai. A Tado° elemzői Európa-szerte 80,000 20 ügyféltől gyűjtött adatok alapján arra a következtetésre jutottak, hogy egy 0 °C-os napon XNUMX °C-ra fűtött brit otthon a fűtés kikapcsolása után öt óra után átlagosan három fokot veszít, míg csak egy fokkal. németországi otthonra.

Ez a gyenge teljesítmény részben az Egyesült Királyság lakásállományának korának tudható be. De Laurie Péter, a napenergia tüzelőanyagok előállítására való felhasználásával foglalkozó Bath szakértője szerint a probléma az újabb otthonokra is kiterjed. „Az egymást követő kormányok kikezdtek a házak építésére vonatkozó szabályozások terén” – érvel, hozzátéve, hogy ez igaz a ház általános szénlábnyomára és energiafelhasználására is. „A házépítés és a szigetelés tekintetében még mindig nagyjából ott tartunk, ahol a viktoriánus időkben voltunk, ami őszintén szólva szégyen.”

A régebbi épületek és a laza szabályozás kombinációja miatt Angliában a 28.5 millió otthon fele ugyanolyan falszigeteléssel rendelkezik, mint a Bath Abbey – vagyis nincs. A kettős üvegezés gyakoribb, de a 2020–2021 Angol házfelmérés, az angol otthonok 14%-ából még mindig hiányzik. Ami még rosszabb, az utólagos felszerelések aránya igen leesett egy szikláról. 2012-ben mintegy 2.3 millió lakásban szereltek fel új tetőteret, üreges falat vagy tömör falat, de ez a szám évi 200,000 XNUMX alá esett, miután a kormány a sikeres utólagos felújítási programot kevésbé hatékonynak bizonyult ösztönzőkkel váltotta fel.

Egyszerre egy otthon

Két fizikus háztartásban élek, így amikor a gázkazánunkat hőszivattyúsra cseréltük, és napkollektorokat szereltünk a tetőre, természetesen tudományos kísérletként kezeltük a telepítést, melynek eredményeit idővel ellenőrizni tudjuk. Kevesebb energiát használnánk? És ez változtatna a számláinkon?

Margaret Harris és a hőszivattyúja

Edward-korabeli tégla sorházunk korához képest viszonylag hatékony, dupla üvegezésű ablakokkal, tetőtér és üreges falszigeteléssel. A hőszivattyúra váltás még így is előkészületet igényelt. Szobáink és ablakaink bemérése után a szerelők (egy helyi vízvezeték-szerelő cég, aki mellékszerepként hőszivattyúkat gyárt) kiszámolták, hogy szükségünk lesz egy 8 kW-os hőszivattyúra, egy új, nagy hatásfokú melegvíztartályra és hosszabb, dupla szélességű radiátorokra. minden szobát.

Az erős kereslet szoros ütemtervbe sodorta a szerelőket, így amikor január közepén helyet ajánlottak, elfogadtuk, bár ez legfeljebb két hétig nem jelentett fűtést (ez nehezebb lett volna a kisgyermekes vagy fogyatékossággal élő háztartásokban). ). A nagy kereslet és az ellátási lánc problémák szintén februárra halasztották a napelemek telepítését. De miután az utólagos felszerelés befejeződött, az szépen működött, amint a ház energiafelhasználásának grafikonja 2021 januárja és 2022 augusztusa között mutatja.

Az energiafelhasználást bemutató grafikon

A hőszivattyú január 19-én kezdett dolgozni. A tél hátralévő részében és kora tavasszal házunk átlagos napi energiafelhasználása (kék vonal) körülbelül fele volt 2021 azonos időszakának (megjegyzendő, hogy a 2021-es adatállomány negyedéves vagy kéthavi leolvasásokon alapul, míg a fogyasztás 2022 februárjától) hetente rögzítették). A február 3-án telepített napelemek kisebb hatást fejtettek ki, részben azért, mert az akkumulátorok hely- és költségvetési hiánya miatt a villamos energia egy része a hálózatba került (zöld vonal), nem pedig a házban (rózsaszín vonal). A ház az esti órákban, felhős napokon és nagy igény esetén is folytatta az áramimportot (narancssárga vonal). Ennek ellenére késő tavasszal és kora nyárra a panelek átlagos napi termelése rutinszerűen meghaladta a ház átlagos napi használatát – ez megnyugtató eredmény.

A pénzügyi előnyök kevésbé egyértelműek. Az Egyesült Királyság villamos energiája számos forrásból származik, ideértve a megújuló energiaforrásokat, a gázt, az atomenergiát és (ritkán) a szént, de az áram ára a legdrágább forráshoz (jelenleg a gázhoz) van kötve. A brit villamosenergia-árak tartalmazzák a környezetvédelmi adókat is, amelyek nem vonatkoznak a gázra, annak ellenére, hogy az utóbbi magasabb környezetvédelmi költséget jelent. Tehát bár házunk kevesebb energiát használ, a továbbra is importált energia egységnyi alapon jóval drágább, mint a gáz. A napelemekből származó áram értékesítése segít, csakúgy, mint az Egyesült Királyság kormányának (jelenleg lezárult) hazai megújuló hőenergia-ösztönző rendszeréből származó hőszivattyús támogatás, de a probléma ezen része végső soron a politikáról szól, nem a fizikáról.

Hőszivattyúzás

Amellett, hogy a háztartásokat magasabb energiaszámlákkal és megnövekedett szén-dioxid-kibocsátással sújtja, a rossz szigetelés korlátozza az otthonok fűtési módjának megváltoztatását. Az Egyesült Királyság kormányának a nulla nettó szén-dioxid-kibocsátás elérésére irányuló tervei nagymértékben támaszkodnak földgázkazánok hőszivattyúsra cseréje, 19-re 2050 millió hőszivattyút tűznek ki célul, szemben a jelenlegi 250,000 XNUMX-rel. Ez egy olyan stratégia, amelynek bizonyos szempontból van értelme.

A hőszivattyúk ugyanazon az elven működnek, mint a hűtőszekrények, azzal a különbséggel, hogy a levegőből vagy a külső talajból szívják be a hőt, hogy melegebbé tegyék a belsejét. A termodinamika törvényeinek köszönhetően pedig rendkívül hatékonyak: minden egységnyi villamos energiáért, amit felvesznek, 3-4 egység hőt rúgnak ki (lásd „A hőszivattyúk működése”). A technológia kereskedelmileg is kiforrott, a nagy gyártók, mint például a Mitsubishi Electric és a Daikin számos modellt gyártanak.

Sajnos az Egyesült Királyság jelenlegi energetikai berendezkedésének bizonyos aspektusai kulcsfontosságúak a munkában. Zhibin Yu, a Glasgow-i Egyetem mérnöke összegzi a helyzetet. „Az Egyesült Királyságban a legtöbb házunk gázhálózatra van csatlakoztatva, ezért központi fűtési rendszereinket kazánokhoz tervezték” – magyarázza. A 60, 70 vagy akár 80 °C-os víz keringtetésével a hagyományos földgázkazán (bár magas költségekkel) megőrzi a házat, még akkor is, ha a radiátorok kicsik, a falak és a padlás rosszul szigeteltek.

Ezzel szemben a hőszivattyú teljesítménye a hőszivattyú forrása (például a külső levegő) és a tápláló (a fűtési rendszer körül keringő víz vagy levegő) közötti hőmérséklet-különbségtől függ. Ahogy Yu elmagyarázza, ha nagy a különbség, a teljesítmény alacsony. A legmagasabb energiahatékonyság eléréséhez ideális esetben 35 és 45 °C között kell lennie.

Ez megfelelő lehet az olyan padlófűtési rendszerekhez, mint amilyeneket a Bath Abbey-ben használnak. A normál méretű radiátorok hőátadó felülete azonban ritkán elég nagy ahhoz, hogy melegen tartsa a helyiséget, ha viszonylag langyos 45 °C-os víz kering körülöttük. Emiatt az utasok kényelmetlenül lehűlhetnek – ez nem jó hír azoknak, akik időt és energiát fordítottak gázkazánja kiszerelésére és hőszivattyú beszerelésére.

A nagyobb radiátorok és a jobb szigetelés megoldhatja ezt a problémát – megfizethető áron. Yu szerint egy levegős hőszivattyú, amely elég erős egy tipikus ikerház fűtéséhez, általában 3000 és 5000 GBP között mozog. De egy teljes telepítés, beleértve a radiátorok utólagos felszerelését is, ennek több mint kétszeresébe kerülhet, így az egész projekt négyszer-ötször drágább lesz, mint egy új kazán felszerelése. „Ez egy kihívásokkal teli helyzet” – összegzi.

Hogyan működnek a hőszivattyúk

A hőszivattyú diagramja

A hagyományos elektromos fűtőtestektől eltérően, amelyek az áramot egy ellenállásos vezetéken vezetik át, a hőszivattyúk ugyanazon a termodinamikai elven működnek, mint a hűtőszekrények. Szívükben egy olyan munkafolyadék található, mint a difluor-metán, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten és nyomáson elpárolog. Ez lehetővé teszi, hogy a folyadék még alacsony hőmérsékletű forrásokból is felvegye a hőt (Qforrás), mint például a talaj, a víz vagy a külső levegő télen.

A hőfelvétel után a munkaközeg gőzzé alakul, és áthalad egy kompresszoron, amely tovább növeli a hőmérsékletét, valamint egy kondenzátoron, amely a meleg, nagynyomású gőzt folyadékká alakítja. Az ebben a fázisban felszabaduló hő megváltozik (Qkínálat) ezután egy központi fűtési rendszerbe kerül, majd a légcsatornákon átfújt levegővel vagy a radiátorokon vagy padlócsöveken keringtetett vízen keresztül az épületbe. Miután a munkaközeg leadta hőjének nagy részét, egy expanziós szelepen keresztül továbbítja, csökkentve a nyomását (és ezáltal a hőmérsékletét), így a ciklus újrakezdődhet.

Hidrogén telepítése

A kazánok hőszivattyúsra cseréjének egyik alternatívája lehet a kazán tüzelőanyagának hidrogénre cseréje. A földgázzal ellentétben a hidrogén égetésekor nem bocsát ki szén-dioxidot, és elvileg környezetbarát módon is előállítható. Ez a nemrég elkészült indoklás HyDeploy projekt, amelyben több száz brit otthon égett el földgáz és akár 20 térfogatszázalék hidrogén keverékét.

A kísérleti tanulmányt úgy tervezték meg, hogy az átállás a lehető legfájdalomtalanabb legyen a háztartások számára. Szerencsére a modern gázkazánokat úgy tervezték, hogy akár 25%-os hidrogénnel is megbirkózzanak, így kevés lakásban volt szükség utólagos felszerelésre. A kísérlet mindkét fázisa korlátozott földrajzi területeken zajlott (a Staffordshire-i Keele Egyetem és az északkelet-angliai Winlaton közelében), lehetővé téve a lakosok biztonsággal és költséggel kapcsolatos kezdeti aggodalmait egyénileg.

Robinson, aki a Keele társadalomtudósaként vesz részt a HyDeployban, azt mondja, hogy eddigi felmérési adatai a közvélemény nagyfokú elfogadását jelzik. „Az emberek többségét ez nem zavarja, különösen azért, mert a kevert hidrogénnel semmit sem kell tenniük” – mondja. – Csak megtörténik.

Ezek a jó pontok. Íme néhány hátránya. Az Egyesült Királyság szabályozása általában 0.1% alá korlátozza a hidrogén mennyiségét a gázhálózatban, így a magasabb frakciók bevezetése a politika megváltoztatását igényelné. Egy másik probléma, hogy a hidrogén sokkal kisebb sűrűségű, mint a metán, ami azt jelenti, hogy a hidrogén 20 térfogatszázalékos (nem tömegszázalékos) keverésével mindössze 7%-kal csökken a szén-dioxid-kibocsátás. Ráadásul a hidrogén arányának további növeléséhez nemcsak új kazánokra, hanem cserecsövekre is szükség lenne, mivel a hidrogén nagy koncentrációban az acél törékennyé válását okozza.

További probléma, hogy a világon évente megtermelt 87 millió tonna hidrogén nagy része a metán gőzreformulálásából származik, így a technológia „szürkévé” válik, nem pedig „zöldévé”. A hidrogén előállításának fő zöld módja a megújuló forrásokból származó villamos energia felhasználása a víz oxigénre és hidrogénre történő felosztására. Peter, a bathi napenergia-szakértő azonban azt mondja, hogy nehéz elegendő megújuló villamos energiát találni ahhoz, hogy ezt nagyarányúan megtegye. „Ha mindezt napenergiával generált elektrolízissel próbáljuk előállítani, ez lehetetlen feladat” – mondja. – Ezt egyszerűen nem lehet megtenni.

Peter rámutat, hogy a világ hidrogénjének körülbelül 40%-át jelenleg műtrágya előállítására használják fel, a többit pedig olajfinomításra fordítják. Mindkét iparágat bonyolultabb dekarbonizálni, mint a hazai energiafogyasztást, és Peter azt állítja, hogy a háztartási hidrogénégetésnek logisztikailag sincs értelme. „Az elektrolízissel „zöld” hidrogént előállítani, a csövön keresztül önhöz juttatni, majd el kell égetni, nem energiahatékony ahhoz képest, mintha „zöld” áramot küldene a házába” – magyarázza. „Én nem látom, hogy a hidrogén jelentős szereplővé váljon abban, ami a házában történik.”

Hosszú távon Robinson egyetért azzal, hogy a hazai hidrogénnek „nincs értelme” a hatékonyság szempontjából. Ugyanakkor rámutat, hogy az alternatív fűtési rendszerek telepítése időt vesz igénybe. „Jelenleg az egyik probléma az, hogy ha valakinek a kazán összeomlik, a válasz az lesz, hogy egyszerűen ki kell cserélni egy másik kazánra” – mondja. „A fűtőmérnökök és az emberek által kapott tanácsok terén hiányosságok vannak.”

Robinson véleménye szerint a hidrogén „lépcsőként” működhet, csökkentve a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget, amíg a hőszivattyúk olcsóbbá és elterjedtebbé nem válnak. „Elképzelhető, hogy [egyszer] a kevert hidrogén megteremti a zöld hidrogéntermelés piacát, majd elkezdi használni a zöld hidrogént valahol máshol az energiarendszerben.” Ebben a tekintetben párhuzamot lát a zöld hidrogén és a tengeri szélenergia között, amely drága volt mindaddig, amíg az országok és a gyártók nem kezdtek ebbe befektetni, ami elegendő keresletet teremtett az árak lefelé mozdításához.

A fűtési rendszerektől az energiarendszerekig

A hőszivattyúkon és a hidrogénen kívül néhány más technológia is egyengetheti az alacsonyabb szén-dioxid-kibocsátású otthonok felé vezető utat. Nagy hatékonyságú PV panelek, amelyek kristályos szilíciumot és perovszkitként ismert anyagokat használnak tandem szerkezetben kereskedelmi termelésbe kerülnek jövőre, és Walker úgy gondolja, hogy „komoly hatást” fognak gyakorolni a napenergia költségeire. A Walls hasonlóan lelkes az elektromos autókhoz való integrált napelemek és a szabványos tetőcserépnek látszó panelek kifejlesztésének lehetősége miatt, hogy csökkentse a napenergiával kapcsolatos esztétikai kifogásokat. „Az összes megújuló energiaforrás közül a fotovillamosnak van a legnagyobb esélye arra, hogy lakossági szinten vonzó legyen” – mondja.

Egy másik, sok innovációt vonzó terület az energiatárolás. Sok hazai napelemes rendszer már tartalmaz lítium akkumulátorokat felhős vagy sötét idő esetén. Nagyobb méretű tárolás is valósággá válva, és a hőszivattyús technológia sem áll meg. Glasgow-ban Yu kifejlesztett egy új, rugalmas szivattyú amely a kondenzátor és az expanziós szelep között hőtároló berendezést tartalmaz.

Zhibin Yu egy prototípus hőszivattyúval

Ez a készülék felveszi a hő egy részét, amely egyébként elveszne, és elérhetővé teszi a hőszivattyú működéséhez. Például a kiegészítő hő felhasználható a hőszivattyú kültéri egységének leolvasztására, amire rendszeresen szükség van, ha a környezeti hőmérséklet körülbelül 6 °C alá esik. Összességében Yu úgy gondolja, hogy a hatékonyság 10%-os javulása megvalósítható a tervezésével, ami szerinte „nagy változást hozna, ha a megtérülési időt nézzük” a hőszivattyúk telepítése során.

A cikluson belüli segédhőtárolónak köszönhetően a rugalmas hőszivattyú más lehetőségeket is nyitna, például a nap mint nap kidobott hő hasznosítását. „Például amikor zuhanyozunk – jegyzi meg Yu –, felmelegítjük a vizet 70 vagy 80 fokra, hideg vízzel összekeverjük, hogy 35-40-re süllyedjen, majd 20-30-kor kilépünk a zuhanyból. a benne lévő hőt egyszerűen kidobják a csatornába.”

Jobb megközelítés lehet, ha otthonunkat integrált energiarendszernek tekintjük. „Alapvetően megpróbálja kezelni az energiaáramlást a házában, a fűtést és a hűtést” – mondja Yu. „Kell a hűtőszekrény, kell a fagyasztó, kell a kazán, kell a légkondicionáló – sok hőt kidobsz, majd sok hőt vonsz ki a levegőből. Miért nem integráljuk ezeket a folyamatokat?”

Precedenst teremteni

Még 2016-ban, amikor a tervezési hatóságok kimondták, hogy a gloucesteri székesegyház tetején napelemek is lehetnek, figyelmeztették Cranston projekt igazgatóját, hogy a döntés nem teremt precedenst más történelmi épületek számára. Hat év elteltével Cranston szerint „a dolgok jelentősen megváltoztak” mind a tervezési hatóságnál, mind az angliai egyházon belül. „A NetZero világossá teszi a mindannyiunk előtt álló kihívást” – mondja. „Az örökségvédelmi épületeknek ki kell venniük a részüket.”

Bathban Ward hangsúlyozza, hogy még mindig nyitva áll az út, hogy az apátság kövesse példáját. A templom római ihletésű geotermikus fűtési rendszerét – mondja – „nagyon az első lépésnek tekintik Bath nulla szén-dioxid-kibocsátás felé történő elmozdulásában”, a városi tanács és a természetvédelmi testületek pedig szívesen keresnek további lehetőségeket. A város Római fürdőkomplexuma már telepíti az apátság fűtési rendszerének saját változatát, Ward és csapata pedig napelemeket szeretne elhelyezni irodáik tetején.

„Amennyire tudjuk, jelenleg nincsenek fenntartható energetikai megoldások a városban, ezért korai megbeszéléseket folytatunk a tanáccsal és más érdekelt felekkel, hogy megvizsgáljuk, milyen gyorsan tudnánk telepíteni egy rendszert” – mondja. „Reméljük, hogy továbbra is együttműködhetünk a haladás felgyorsítása érdekében.”

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa