Förnybar termisk energi - Renewable thermal energy

Förnybar termisk energi är tekniken för att samla in termisk energi från en förnybar energikälla för omedelbar användning eller för lagring i ett termiskt batteri för senare användning. Den mest populära formen av förnybar termisk energi är solen och solenergin skördas av solfångare för att värma vatten, byggnader, pooler och olika processer. Ett annat exempel på Renewable Thermal är ett geotermiskt eller markvärmepumpsystem (GHP), där värme som lagras i marken från sommaren extraheras från marken för att värma en byggnad under en annan säsong. Detta exempelsystem är "förnybart" eftersom källan till överskottsvärmeenergi är en pålitligt återkommande process som sker varje sommarsäsong.

Historia av förnybara termiska system

Solenergi har använts i århundraden för att värma bostäder och för att producera varmt vatten innan lågkostnads ​​naturgas upptäcktes. Det fick uppmärksamhet under och efter oljeembargot 1973 när ingenjörer undersökte sätt att producera värmeenergi från en förnybar källa istället för fossila bränslen. Historien om att använda marken som värmekälla är nyare och har blivit framträdande under de senaste åren, särskilt på landsbygden där uppvärmning av naturgas kanske inte är tillgänglig. Jordens yttre skorpa är ett termiskt batteri som håller en mediantemperatur som är densamma som den genomsnittliga lufttemperaturen på den platsen. Denna "genomsnittliga marktemperatur" är en kombination i balans mellan solvärme från solen, termisk förstärkning från jordens kärna och värmeförlust på grund av ledning, avdunstning och strålning. Grafiken till höger visar en karta över "genomsnittlig marktemperatur" på platser i USA.

Solbaserad förnybar termisk

Solenergi anses vara den mest populära formen av förnybar termisk energi i världen. Solvärmeenergi samlas vanligtvis av antingen vätske- eller luftsolfångare. Flytande solfångare används för att värma vatten för tappvarmvatten, processapplikationer och för simbassänger. Miljontals solvattensystem används över hela världen. Luftsolfångare används normalt för att värma byggnader och för processer som torkning av grödor. Luftsamlare bygger vanligtvis integrerat på väggar i söderläge för att maximera de låga vintersolvinklarna när byggnader i kallt klimat kräver uppvärmning.

Markbaserad förnybar termisk

En markvärmeväxlare (GHEX) är ett område på jorden som används som ett termiskt termiskt batteri. Dessa termiska batterier är okapslade områden på jorden som rör har placerats i för att överföra termisk energi. Energi tillförs GHEX genom att köra en högre temperaturvätska genom rören och därmed höja temperaturen på den lokala jorden. Energi kan också tas från GHEX genom att köra en lägre temperaturvätska genom samma rör.

GHEX termiska batterier implementeras i två former. Bilden ovan visar det som kallas en "horisontell" GHEX där diken används för att placera en mängd rör i en sluten slinga i marken. GHEX bildas också genom att borra borrhål i marken, antingen vertikalt eller horisontellt, och sedan sätts rören in i form av en sluten slinga med en "u-bend" -fäste längst upp på öglan. Dessa borrade GHEX termiska batterier kallas också ibland "borrhåls termiska energilagringssystem".

Värmeenergi kan läggas till eller tas bort från ett GHEX termiskt batteri när som helst. Men de används oftast som ett "årligt termiskt batteri" där energi extraheras från en byggnad under sommarsäsongen för att kyla en byggnad och läggs till GHEX, och sedan extraheras samma energi senare från GHEX i vintersäsong för att värma byggnaden. Denna årliga cykel av energitillskott och subtraktion är mycket förutsägbar baserat på energimodellering av byggnaden som serveras. Ett termiskt batteri som används i detta läge är en förnybar energikälla eftersom energin som utvinns på vintern kommer att återställas till GHEX nästa sommar i en kontinuerligt upprepad cykel. Detta årliga cykel termiska batteri är en soldriven termisk lagring eftersom det är värmen från solen på sommaren som tas bort från en byggnad och lagras i marken för användning under nästa vintersäsong för uppvärmning.

Förnybar termisk i nyheterna

Delstaten New York tog ett stort steg i september 2015 när det skapade ett nytt kontor med titeln Director of Renewable Thermal. NY Director of Renewable Thermal kommer att övervaka ett team som hjälper företag att utveckla och implementera förnybara, koldioxidsnåla kyl- och värmesystem. NY State anser att detta initiativ är en kritisk komponent i NYSERDA: s strategi för att möjliggöra energibyggnader med noll energi, som producerar samma mängd energi som de förbrukar. Det kommer också att främja New Yorks framsteg mot att skapa självbärande energimarknader för ren, förnybar teknik.

Renewable Thermal har varit en kärnresurs i många stater Renewable Portfolio Standards. Rapporten säger: "State Renewable Portfolio Standard (RPS) -program har historiskt fokuserat på elproduktion. Vissa stater har dock börjat införliva förnybar värmekraft för värmeproduktion i deras RPS som ett sätt att stödja utvecklingen och marknadstillväxten av solvärme, biomassa termisk, geotermisk och annan förnybar termisk teknik. " Vidare: "Förnybar värmeenergi har många av samma fördelar som annan förnybar teknik, inklusive förbättrad luftkvalitet, ekonomisk utveckling och sysselsättning och främjande av regional energisäkerhet."

Betydelsen av förnybar termisk

I en ny artikel sade Bill Nowak, verkställande direktören för branschgruppen NY-GEO: "Enligt den nyligen antagna energiplanen i New York State är förbränning på plats (till stor del för uppvärmning av byggnader) ansvarig för 35 procent av utsläpp av växthusgaser från fossila bränslen i staten New York. Elproduktion i staten står för bara 18 procent. Vi stöder starkt att städa upp elproduktionen i New York, men betonar att förnybar värme är nästa våg för att motstå klimatförändringar. "

Se även

• Värmeenergilagring
• Lagringssystem för termisk energi
• Solens luftvärme
• Geotermisk värmepump

Referenser