Lämpövarastot
Lumme, Matti (2018)
Kandidaatintyö
2018
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018052524662
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018052524662
Tiivistelmä
Lämpövarasto on lämpöenergiaa sisältävä luonnollinen tai rakennettu tilavuus, johon lämpöenergiaa voidaan varastoida tuntuvana, latenttina tai termokemiallisena lämpöenergiana. Lämpövaraston avulla saavutetaan lämpöenergian jakelujärjestelmiin joustavuutta, jolla voidaan tasoittaa kulutus- ja hintapiikkejä.
Tässä kandidaatintyössä selvitetään lämpövarastomateriaalien ominaisuuksia ja niiden soveltuvuutta erilaisten lämpövarastojen materiaaleina. Lämpövarastoihin sidottava lämpö täytyy tuottaa tavalla tai toisella, joten työssä pohditaan myös lämpövarastojen liitettävyyttä erityisesti uusiutuvan energianlähteiden kanssa.
Lämpövarastomateriaalien ominaisuudet, kuten tiheys, ominaislämpökapasiteetti ja referenssilämpötila vaikuttavat varaston energiatiheyden arvoon. Tuntuvan lämpöenergian materiaalien ominaisuuksia on tutkittu pitkään, ja latentin lämpöenergian materiaalien tutkimus on kehittynyt jo osittaiseen kaupalliseen sovelluskäyttöön. Termokemiallisen lämpöenergian varastointimateriaaleissa ollaan vielä täysin tutkimus- ja kehitysvaiheessa, eikä kaupallisia sovelluksia ole käytännössä olemassa.
Lämpövarastoiden liitettävyyttä erityisesti aurinkovoiman kanssa on kehitetty pitkään ja jopa suuren kapasiteetin lämpövarastoja on rakennettu osaksi sähkön tai lämmöntuotantoa. Lämpövarastojen käyttö osana uusiutuvan energian tuotantoa mahdollistaa laajemmat käyttömahdollisuudet lämmön jakelussa liitettynä kaukolämpöverkkoon tai paikalliseen lämmönjakeluun. Aurinkoenergia on helposti liitettävissä lämpövarastojärjestelmiin, jolloin lämpövarastojen kehittäminen kasvattaa aurinkoenergian hyödyntämispotentiaalia lämpöenergian varastoinnin osalta.
Tässä kandidaatintyössä selvitetään lämpövarastomateriaalien ominaisuuksia ja niiden soveltuvuutta erilaisten lämpövarastojen materiaaleina. Lämpövarastoihin sidottava lämpö täytyy tuottaa tavalla tai toisella, joten työssä pohditaan myös lämpövarastojen liitettävyyttä erityisesti uusiutuvan energianlähteiden kanssa.
Lämpövarastomateriaalien ominaisuudet, kuten tiheys, ominaislämpökapasiteetti ja referenssilämpötila vaikuttavat varaston energiatiheyden arvoon. Tuntuvan lämpöenergian materiaalien ominaisuuksia on tutkittu pitkään, ja latentin lämpöenergian materiaalien tutkimus on kehittynyt jo osittaiseen kaupalliseen sovelluskäyttöön. Termokemiallisen lämpöenergian varastointimateriaaleissa ollaan vielä täysin tutkimus- ja kehitysvaiheessa, eikä kaupallisia sovelluksia ole käytännössä olemassa.
Lämpövarastoiden liitettävyyttä erityisesti aurinkovoiman kanssa on kehitetty pitkään ja jopa suuren kapasiteetin lämpövarastoja on rakennettu osaksi sähkön tai lämmöntuotantoa. Lämpövarastojen käyttö osana uusiutuvan energian tuotantoa mahdollistaa laajemmat käyttömahdollisuudet lämmön jakelussa liitettynä kaukolämpöverkkoon tai paikalliseen lämmönjakeluun. Aurinkoenergia on helposti liitettävissä lämpövarastojärjestelmiin, jolloin lämpövarastojen kehittäminen kasvattaa aurinkoenergian hyödyntämispotentiaalia lämpöenergian varastoinnin osalta.