Чланци пун текст

Британски фузиони реактор Tokamak Energy из Оксфордшајера направио је велики искорак ка искоришћавању фузионе енергије за производњу електричне енергије. Овај сферни реактор би у следећих шест година могао да направи прави преокрет у енергетској индустрији, како су најавили 7. децембра.

Више малих фузионих реактора, такозваних токамака, модела SТ25 комбиновано је са високотемпературним суперпроводницима који својим магнетним пољем „чувају“ врелу плазму.

„Сферно распоређени реактори омогућавају да са мањим интензитетом магнетног поља добијемо већи притисак плазме“, рекао је Бил Хуанг, инжењер на реактору. Он очекује да до 2020. године реактор достигне фузиону температуру од око 100 милиона степени целзијуса.

Detaljnije

Да подсетимо, нуклеарна фузија је процес захваљујући коме Сунце, као и остале звезде, емитује енергију. На температурама од око 100 милиона степени Целзијуса, атоми остају огољени од својих електрона и остају јони, па као такви формирају стање материје које се назива плазма. У врелој плазми, језгра атома се крећу невероватно великим брзинама. Ова енергија је довољно велика да савлада одбојну кулонову силу између два исто наелектрисана јеѕгра и омогући им да се споје. Фузија, спајање два језгра, ослобађа велике количине енергије.

Ова енергија је пре свега чиста. Фузија већ преко 4.5 милијарде година одржава Сунце живим и процена је да ће трајати још исто толико. Стога из перспективе наше планете можемо рећи да је фузија обновљиви ресурс, односно да ће бити довољно горива да нас одржава снабдевеним енергијом док је и наше планете.

Токамак као реактор је торусног облика. Магнетно поље које праве суперпроводни електромагнети одржава плазму у покрету и тако је чува. Ово је једини начин да се 100 милиона степени целзијуса јонизоване плазме држи на земљи, јер би било који материјал подлегао под високим температурама. 2014. године десио се велики помак када је токамак у National ignition facility лабораторији у САД произвео више енергије него што је уложено у одржавање токамака.

Међутим, ово није једини начин да се чува и одржава врела плазма.

Док на острву сферно распоређени токамаци дају јаче магнетно поље за чување плазме, у Немачкој је 10. децембра, након скоро 19 година припреме, прорадио највећи стеларатор на свету. Реактор Wendelstein 7-X, на институту “Макс Планк”, има 16 метара у пречнику, а укупни трошкови, након преко милион радних сати, износе 1.1 милијарду евра.

Стеларатори су мало другачији реактори од токамака. У W7-X посебним распоредом и конструкцијом суперпроводних електромагнета плазма се увија, тако да је чување у магнетном пољу много ефикасније. За оваквав ефекат потребно је посебно конструисати сваки од суперпроводних магнета око торуса у ком се налази плазма. W7-X се састоји од 50 суперпроводних електромагнета, од којих је сваки тежак око 6 тона и хлади се течним хелијумом на температуре близу апсолутне нуле. При конструкцији магнета у Универзитету “Макс Планк” коришћен је суперкомпјутер, а њихов облик и распоред више подсећају на гомилу отпада него на највећи стеларатор на свету.

И док су токамаци много једноставнији, јефтинији и исплативији за производњу, њихова конструкција не дозвољава дуге импулсе плазме. Најдужи импулс фузионе енергије прикупљен је током 6 минута и 30 секунди на француском токамаку Tore Supra. Стеларатори теоријски могу чувати плазму у импулсима и до 30 минута.

У првом тест пуштању, Wendelstein 7-X је произвео плазму од 1. милиграма хелијума који је загрејан на око милион степени целзијуса микроталасним ласером од 1.3 мегавата. Импулс је трајао десетину секунде. Иако хелијум није примарно гориво које се користи у фузији, Томас Клингер, главни професор на овом пројекту, је за више извора рекао да са хелијумом много једноставније постићи стање плазме.

Експерименти са водоником заказани су за јануар 2016. године. Иако овај стеларатор није планиран као индустријски реактор већ експериментални, Wendelstein 7-X је одскочна даска за друге стелараторе, који би могли бити права конкуренција токамацима када је будућност фузионе енергије у питању.

Građevinski sektor je jedan od najvećih potrošača energije u Evropi. Ova činjenica je podstakla Evropu da uloži u razvoj sistema grejanja u urbanim sredinama koji je se može povezati sa budućom pametnom energetskom infrastrukturom.

U skladu sa više evropskih direktiva, Evropa mora drastično da smanji emisiju ugljen-dioksida do 2030. godine. Ključno rešenje je da gusto naseljeni gradovi postanu održivi kroz renoviranje sistema za grejanje zgrada kako bi ispuštali što manje CO2.

Tehnologije toplotnih pumpi mogu zadovoljiti zahteve za energijom stambenih i komercijalnih objekata bez gubitka ugodnosti i kvaliteta. One su realna šansa za spajanje potreba i energetskih ciljeva u Evropi i svetu.

Evropa finansira projekat „Sledeća generacija toplotnih pumpi za obnavljanje zgrada“ (GreenHP) čiji je cilj razvijanje naprednog sistema grejanja sa najmanjim uticajem na životnu sredinu korišćenjem toplotnih pumpi vazduh–voda koje su i ekonomične i ekološki prihvatljive.

Zbog manjka prostora u gradovima toplotne pumpe bi trebalo ugraditi u postojeće zgrade i one moraju biti kompatibilne sa postojećim sistemima grejanja. Osim toga, troškovi instalacije i eksploatacije moraju biti takvi da nove toplotne pumpe budu ekonomski prihvatljive.

Projekat GreenHP usmeren je na višeporodične ili komercijalne zgrade sa oko 600 m2 korisnog prostora. Zasniva se na toplotnoj pumpi vazduh–voda koja može da isporuči do 30 kW za zagrevanje prostora i grejanje potrošne tople vode. Pumpe vazduh–voda su koštaju manje od toplotnih pumpi vezanih za zemlju i mnogo se lakše instaliraju.

Istraživači razvijaju koncept rada kombinovanog sa fotonaponskim i sunčevim toplotnim sistemom i razmatraju propan kao alternativni rashladni fluid. Oni će prikazat i kako se toplotna pumpa vazduh–voda može uklopiti u velike energetske sisteme, naročito u pametne mreže. Osim toga, energija će se skladištiti racionalnije.

Sva navedena istraživanja na više nivoa deo su trogodišnjeg opsežnog projekta koji pokriva sve od komponenti toplotnih pumpi do koncepata integracije naprednih sistema.

Projekat GreenHPima sledeće glavne ciljeve istraživanja u tri nivoa.

Na nivou komponenata

• • Novi koncepti razmenjivača toplote sa lemljenim aluminijumom i bioničkim rashladnim fluidom.
• • Novi koncepti kompresora.
• • Optimizovani sistemi ventilatora i protoka vazduha sa novim metodama protiv smrzavanja i za odleđivanje.

Na nivou uređaja

• • Smanjivanje količine rashladnog fluida.
• • Visokoefikasne toplotne pumpe.

Na nivou sistema

• • Holistička strategija upravljanja sistemom.
• • Koncept upravljanja energijom za integraciju u pametne mreže.

Mogući uticaj

Očekivani rezultati projekta GreenHP su sledeći.

• • Dokazati da su toplotne pumpe vazduh–voda najznačajnija buduća tehnologija za obnavljanje zgrada u gusto naseljenim područjima i gradovima.
• • Dokazati mogućnosti značajnog smanjenja količine rashladnih fluida u toplotnim pumpama vazduh–voda i promociju alternativnih rashladnih fluida.
• • Dokazati da se toplotne pumpe vazduh–voda mogu integrisati u postojeće velike sisteme zajedno sa drugim izvorima obnovljive energije.
• • Dokazati kako bi trebalo da funkcioniše upravljanje toplotnim pumpama vazduh–voda u pametnoj mreži.
• • Istaći mogućnost upotrebe toplotnih pumpi vazduh–voda za grejanje višeporodičnih i komercijalnih zgrada.
• • Otvoriti put za šire prihvatanje ovakvog sistema u urbanim područjima.

Potencijalni uticaji sistema GreenHP su sledeći.

• • Značajno povećanje energetske efikasnosti sistema za grejanje i hlađenje višestambenih zgrada u urbanim sredinama.
• • Proširiti polje primene toplotnih pumpi korišćenjem pumpi vazduh–voda visokog kapaciteta i pumpi sa alternativnim rashladnim fluidima sa isplativom integracijom u velike sisteme.
• • Racionalnije korišćenje i skladištenje energije.
• Konzorcijum čini devet partnera: tri istraživačka instituta – Austrian Institute of Technology, KTH, Fraunhofer ISE, pet partnera iz industrije – Emerson Climate Technologies, Hesch-Schröder, Ziehl-Abegg, AKG and Gränges, i jedno udruženje – European Heat Pump Association.

Partneri u projektu su sigurni da će sistem toplotnih pumpi GreenHP svojim novim tehničkim rešenjima za efikasno grejanje imati veliki uticaj na evropski građevinski sektor. Da bi se ostavio što jači utisak, konzorcijum će svoje rezultate dostavljati ne samo proizvođačima toplotnih pumpi, već i arhitektama, urbanistima, istalaterima i krajnjim korisnicima. Time će GreenHP značajno doprineti održivim energetskim sistemima i, konačno, gradovima bez emisije CO2.

Više informacija na www.greenhp.eu

Svoju zimsku godišnju konferenciju ASHRAE održava od 23. do 27. januara 2016. godine u Orlandu (SAD).

Američka država Florida je zbog sunca i zabave globalna destinacija. Zimska konferencija ASHRAE-a i izložba AHR takođe su atraktivni jer stručnjacima širom sveta nude neponovljivo profesionalno iskustvo. Konferencija će predstaviti novine u projektovanju i izgradnji stambenih sistema kao i programe koji prate trendove inženjeringa KGH. Poseban naglasak će biti na energetskoj efikasnosti i održivosti, kao i inženjerskoj i građevinskoj praksi van SAD i Kanade. Dođite da doživite Floridu i tehnološke napretke koje vam nudi ASHRAE.

Detaljnije…

Kompanija Daikin Industries Ltd. objavila novu globalnu publikaciju u kojoj objašnjava svoju politiku i aktivnosti u vezi sa uticajem rashladnih fluida na životnu sredinu.

Daikin je poznat kao prvi proizvođač koji je u stambenom i komercijalnom sektoru predstavio klima-uređaje i toplotne pumpe koji koriste HFC-32 kao rashladni fluid. Ova publikacija ima mnogo širi pristup. Ona objašnjava stav kompanije da omogući izbor rashladnog sredstva u celokupnoj proizvodnoj gami Daikinovih proizvoda uključujući VRV, primenjene i proizvode za hlađenje. U publikaciji se objašnjava i uloga kompanije i drugih zainteresovanih strana u smanjenju uticaja na životnu sredinu rashladnog fluida i opreme tokom njihovog veka trajanja.

Daikin ima dugu istoriju stalnog smanjivanja uticaja na životnu sredinu svojih sistema za hlađenje, grejanje i klimatizaciju, kao i jedinstveno iskustvo u proizvodnji i opreme i rashladnih fluida. To je rezultat korporativne filozofije kompanije da „bude vodeća kompanija u primeni ekološki prihvatljivih rešenja“.

U pogledu izbora rashladnih fluida Daikin ima iskustva i sa fluorovanim (HFC, HFO), kao i sa nefluorovanim gasovima (amonijak, ugljen-dioksid, ugljovodonici), jer kompanija veruje u mogućnost izbora rashladnog fluida kako bi se postigli što bolji rezultati u svakoj primeni. Svojim širokim pristupom Daikin procenjuje četiri osnovna faktora za izbor rashladnog fluida: bezbednost, uticaj na okolinu, energetsku efikasnost i isplativost. Ova publikacija detaljnije objašnjava šta se pod tim podrazumeva i daje neke praktične primere svog proizvodnog programa.

Ovom svojom publikacijom Daikin želi da svoje viđenje budućnosti izbora rashladnih fluida podeli sa zaposlenima, klijentima, poslovnim partnerima i zakonodavnim telima širom sveta.

Detaljnije...