Antička tehnologija hlađenja za 21. stoljeće
I stari Rimljani su po ljeti imali sladoled, a led su čuvali duboko pod zemljom. Slično se radi i sad kod ispitivanja automobilskih baterija novih naraštaja
Kad je riječ o razvoju električnih vozila, niti jedan veliki proizvođač automobila ne može zaobići Bochum. U Ruhrskom području nalazi se Voltavision, najveći europski laboratorij za ispitivanje automobilskih baterija. Uvjereni u budućnost elektromobilnosti, braća Nils i Julian Stentenbach osnovali su tvrtku još prije 15 godina.
U središtu najnovijeg projekta Voltavisiona je smanjenje onda i vlastite emisije CO₂ i tu im pomaže ogranak Instituta Fraunhof za energetsku infrastrukturu i geotermiju. Riječ je o razvoju zemljinih sondi koje bi na dubini od oko 100 metara tijekom cijele godine „spremale hladnoću" za hlađenje laboratorija i poslovnih zgrada.
Baterija mora izdržati i nemoguće
Na površini od 4600 četvornih metara Voltavision posjeduje pet laboratorija u kojima se baterije za automobile ispituju pod svim mogućim uvjetima. Ispituju se, primjerice, njihov vijek trajanja ili otpornost na velike temperaturne skokove od plus 60 do minus 40 stupnjeva, objašnjava Nils Stentenbach. „Postoji velik broj testova koji se moraju ponoviti više puta da bi se utvrdila razina sigurnosti."
Treba ispitati i „što se događa s baterijom kad automobil prođe kroz lokvu ili kad dođe do nesreće u kojoj se baterija stisne na polovinu svoje veličine". Neki testovi traju nekoliko tjedana, a drugi i možda preko godine dana. „Tada su doista pod neprekidnim opterećenjem i želimo ubrzati njihovo starenje tijekom takvog pokusnog rada", kaže Stentenbach.
Pećnice i hladnjaci za baterije
Ti se ispitni postupci odvijaju u uređajima koji neupućenima nalikuju goleme pećnice ili hladnjake. Čitave baterije, velike poput podnice električnog automobila, zauzimaju mnogo prostora. „Ispitujemo svaku pojedinačnu ćeliju koja se zatim povezuje u module, a tek onda iz toga nastaje baterija", opisuje Nils Stentenbach postupak ispitivanja. „A budući da baterija sadrži nekoliko stotina ćelija, sve to traži mnogo vremena."
Mnogo toga što su izgradili kao "prostore za mučenje" baterija još nije niti postojalo kad je osnovana tvrtka, prisjeća se direktor. „Sve je to bilo eksperimentalno." S vremenom je Voltavision stalno rastao i postao najveći laboratorij za ispitivanje baterija u Europi. Danas tvrtka zapošljava oko 160 ljudi i ostvaruje godišnji promet od 25 do 30 milijuna eura.
U tim ispitnim postupcima uređaji razvijaju i mnogo topline tako da se moraju neprekidno hladiti. To se do sad radilo kao i u našim hladnjacima, dakle kompresorima plina i to u ovim razmjerima troši mnogo struje. Zato su se, kaže Nils Stentenbach, pitali kako mogu koristiti hladnoću našeg okoliša za potrebu hlađenja njihovih postrojenja.
I tu su onda došli do rješenja koje je bilo poznato i starim Rimljanima. „Spremati zimsku hladnoću za ljetne mjesece ima smisla. Jer proizvodnja hladnoće iziskuje mnogo energije", sažima Lore Mall koja vodi projekt. No tu im ne trebaju hladnoće Alpa kao Rimljanima: dovoljno je da su temperature u prirodi oko deset stupnjeva pa da čitav postupak bude isplativ.
Golema ušteda ugljičnog dioksida
Projekt je dobio i potporu njemačkog ministarstva za gospodarstvo i zaštitu klime u iznosu od 2,8 milijuna eura. Jer simulacije su pokazale kako bi se „korištenjem" u zemlji spremljene hladnoće moglo uštedjeti i do 70 posto energije u odnosu na konvencionalne rashladne sustave.
Prema podacima njemačke državne Agencije za mrežne sustave, potrošnja električne energije u Njemačkoj iznosila je 2024. godine oko 484 milijarde kilovatsati. A kako na hlađenje zgrada i tehničkih postrojenja otpada oko 14 posto ukupne potrošnje, model podzemnih spremnika hladnoće koji su razvili Voltavision i Fraunhoferov institut mogao bi smanjiti njemačke emisije CO₂ za više od 20 milijuna tona.
Za direktora Voltavisiona Nilsa Stentenbacha tu se ne radi samo o smanjivanju dosadašnjih troškova električne energije, nego i o sljedećem koraku prema klimatskoj neutralnosti.
To mogu trebati i trgovački centri
Lore Mall tvrdi kako se "hladnoća" tako može proizvesti uz male troškove i "konzervirati" pod zemljom. Kao prijenosni medij temperature se koristi vodeno-glikolna smjesa u zatvorenim cijevnim sustavima koja predaje višak topline rashladnom sustavu u dubini. Zahvaljujući rasporedu sondi i upravljačkom sustavu koji uzima u obzir vremenske prognoze i očekivano razvijanje topline se može znatno smanjiti potreba za energijom za hlađenje.
Riječ je o sustavu koji se tijekom godine može puniti i prazniti. A potreba za hlađenjem postoji gotovo svugdje. Stoga se, prema riječima Nilsa Stentenbacha, projekt podzemnih spremnika hladnoće može primijeniti i u informatičkim centrima, trgovački centrima i supermarketima i drugim industrijskim granama.