Установка, которая будет накапливать солнечное тепло летом для того, чтобы обогревать жилище зимой, разрабатывается совместно с учеными ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН». Группа новосибирских ученых разрабатывает для этой установки один из основных компонентов - селективные сорбенты воды. Об этом сообщает издание СО РАН «Наука Сибири».
Проект установки, который получил название SWS-HEATING (СCВ-отопление) - продукт международного сотрудничества. Объединение ученых многих европейских научных организаций получил грант Европейского Союза «Горизонт 2020». Издание сообщается, что «Горизонт 2020» - крупнейшая в истории Европейского Союза программа по исследованиям и инновациям с бюджетом около 80 миллиардов евро, рассчитанная на семь лет (с 2014 по 2020 г.). Она должна способствовать увеличению числа инновационных технологий, открытий и перспективных разработок путем продвижения идей из научных лабораторий на рынок.
Стоит подчеркнуть, что именно новосибирским ученым принадлежит разработка ключевой идеи проекта солнечной обогревательной установки. SWS-HEATING в значительной степени построен на использовании разработанных в Институте катализа СО РАН новых селективных сорбентов воды (СCВ или Selective Water Sorbents, SWS). «Селективные сорбенты воды - это композитные адсорбенты, состоящие из пористой матрицы, внутрь пор которых помещена неорганическая соль, способная взаимодействовать с парами. В качестве матрицы могут использоваться обычные пористые адсорбенты, такие как силикагель, оксид алюминия, природные пористые материалы, — рассказывает ведущий научный сотрудник ИК СО РАН доктор химических наук Лариса Геннадьевна Гордеева. - Летом солнечное тепло используется для того, чтобы высушить такой адсорбент, то есть десорбировать с него пары воды. Если появляется потребность в тепле, мы соединяем сухой адсорбент с испарителем, в котором находится рабочая жидкость (например, вода), и происходит обратный процесс, адсорбция, при этом выделяется теплота, которую можно использовать для обогрева».
Солнечное тепло будет накапливаться за счет специальных коллекторов, теплоносителя, который течет внутри стеклянных трубок. Затем полученная энергия будет разделяться на три направления: нагрев воды до 60 градусов по Цельсию, "подзарядку" накопителя и в тепловой буфер. Он позволит перераспределять тепло между первыми двумя системами: если горячая вода не используется, а емкость с ней достаточно нагрета, тепло пойдет в запас. Особый накопитель позволит сохранять его надолго и использовать в течение зимы.
К сожалению, для работы революционной технологии индивидуального отопления при помощи солнечной энергии, существуют ограничения. важно, чтобы в испарителе была плюсовая температура, хотя бы 3-5 °C. Именно поэтому SWS-HEATING не подходит для использования в Сибири и большинстве других регионов России, однако в Европе для этой установки очень благоприятные условия. Предполагается, что с помощью подобных систем можно будет обеспечивать порядка 60 % тепловой энергии, требующейся небольшому частному дому на севере Европы, и около 80 % — на юге.
Пока ученые рассматривают два варианта отопления дома по технологии SWS-HEATING: теплый пол (35 °C, для Европы такой температуры достаточно) и батареи с горячей водой (55 °C). Для сравнения, батареи в домах в России обогреваются теплоносителем температурой 70-100 °C.
На данном этапе ученые работают над созданием прототипа, который сможет обогревать модельное здание, имитирующее параметры жилого дома на одну-две семьи. Это позволит проверить работу основных компонентов системы: солнечных коллекторов, теплообменников, сорбентов, программного обеспечения. В первую очередь тестирование пройдет в двух городах: Регенсбурге на севере Германии и в шведском Стокгольме.
Проект рассчитан на четыре года, сейчас заканчивается первый. Планируется, что к 2030 году, после того как будет достигнут уровень TRL-5, эти установки можно будет продавать тысячами или даже десятками тысяч единиц в год.
