Lämmönvarastointi

Lämmönvarastointi on prosessi, jossa lämpöenergiaa tallennetaan etukäteen ja vapautetaan myöhemmin, usein lämmön tai kylmän tarpeen mukaan. Tavoitteena on tasata energiantuotantoa, lisätä uusiutuvan energian käyttöä ja parantaa järjestelmien kokonaistehokkuutta.

Lämmönvarastoinnin tyypit voidaan jakaa kolmeen pääkategoriaan. Sensitiivinen lämpövarastointi perustuu aineen lämpötilan muutokseen ilman faasimuutosta, esimerkiksi veteen tai kivimuuttujiin tallentuvalla lämmöllä. Latentti lämpövarastointi käyttää faasinvaihdon (vaihtelua sulamisen/kiteytymisen) kautta tapahtuvaa energiaa, jolloin materiaali varastoi suuria lämpötilan pysyvyyksiä. Termokemiallinen varastointi perustuu kemiallisiin reaktioihin, joissa energia sitoutuu reagoimalla ja vapautuu takaisin reagoitaessa.

Käytännössä lämmönvarastointi toteutetaan erilaisilla järjestelmillä. Esimerkkejä ovat putkikaivoihin sijoittuva borehole thermal energy storage, maakapseli- tai akvivirtoisiin ATES-järjestelmät sekä suuret vesivarastot rakennusten yhteydessä. Lisäksi esiintyy pienimuotoisia sensitiivisiä varastoja sekä käyttökohteisiin räätälöityjä PCM- ratkaisuja, jotka mahdollistavat suuremman energiatiheyden faasinvaihdon ansiosta.

Käyttökohteita ovat muun muassa kaupunki- ja alueellinen lämmitys, rakennusten sisätilojen lämmitys ja jäähdytys, sekä uusiutuvan energian, kuten aurinkoenergian tai maalämmön, hyödyntämisen tasapainottaminen. Varastoinnin hyviä puolia ovat parempi energiankeräyksen ja -käytön tehokkuus sekä pienemmät huipputehon tarpeet, mutta toisaalta tärkeimmät haasteet ovat korkeat aloituskustannukset ja lämmön vuotojen sekä lasciöiden minimointi eristäminen.

Lämmönvarastoinnilla on kasvavaa kiinnostusta ympäri maailmaa, ja se nähdään keskeisenä keinoïna lisätä energiajärjestelmien uusiutuvuutta ja luotettavuutta.