Новое изобретение, улучшающее энергоэффективность систем централизованного охлаждения (DCS), продемонстрировало, что при его внедрении можно повысить удельную энергетическую мощность до трех раз по сравнению с обычной системой хранения охлажденной воды и дать ежегодную экономию средств более 10%.
Испытание, завершившееся в конце лета 2021 г., проводилось на одной из мощных установок центрального охлаждения Keppel Infrastructure (KI) в Сингапуре, расположенном в бизнес-парке Changi. В этом техническом решении для хранения тепловой энергии (TES) используется новый материал с изменением фазового состояния (PCM), который может сохранять и высвобождать энергию охлаждения при переходе из жидкого в твердое состояние. Сохраненная энергия холода постепенно высвобождается в установке централизованного охлаждения, чтобы смягчить пиковую нагрузку на охлаждение в коммерческих зданиях.
Такая TES была совместно разработана специалистами Национального университета Сингапура (NUS) и дочерней KI — Keppel DHCS Pte Ltd (KDHCS). Проект был профинансирован государственным управлением энергетического рынка (Energy Market Authority, EMA) в рамках его грантов на разработку энергетически устойчивых систем, предоставленного в 2018 году.
Исследовательская группа NUS также разработала лабораторную систему восстановления энергии холода, использующую энергию, выделяемую как побочный продукт при превращении сжиженного природного газа обратно в газообразное состояние для производства электроэнергии. Полученную энергию холода можно хранить и высвобождать, подобно системе накопления энергии, чтобы сбалансировать спрос и предложение на энергию, когда это необходимо. Это используется для балансировки изменяющейся генерации от возобновляемых источников энергии в энергетической сети Сингапура, таких как солнечная генерация.
Заместитель руководителя отдела энергетического планирования и развития в EMA Ральф Фунг так прокомментировал данный пример ответственного партнерства: «Тесное сотрудничество между промышленностью, сообществом исследователей и правительством позволило разработать это решение для повышения эффективности и устойчивости нашего энергетического сектора для обеспечения значительного потребления энергии для охлаждения в теплом тропическом климата Сингапура».
«Технологию TES сравнима с батареей, которая может накапливать тепловую энергию и высвобождать ее в нужное время. Новая система TES специально разработана и сконструирована для преодоления разрыва между локальными возможностями, продуцировать холод со спросом на него. Это позволяет перераспределять энергию холода таким образом, чтобы требования пиковой нагрузки могли быть удовлетворены самым энергоэффективным способом. Внедрение новой технологии TES на установках централизованного охлаждения KDHCS имеет огромный потенциал для успеха проектов с малым потреблением энергии для удовлетворения потребностей Сингапура в охлаждении», — добавил главный исследователь проекта, доцент Эрнест Чуа с факультета машиностроения NUS.
Исполнительный директор по новой энергетике в KI Чуа Йонг Хви добавил, что: «Сотрудничество с NUS и EMA согласовывается с видением Keppel до 2030 г., которое ставит постоянство в основу стратегии компании. Новое решение TES расширит способность KDHCS удовлетворять потребности в охлаждении в крупных строениях и торговых центрах Сингапура наиболее энергоэффективным образом с помощью нового и лучшего материала для хранения тепловой энергии, а также благодаря восстановлению и использованию энергии холода, которая раньше просто терялась. Эта инновация также потенциально может помочь снизить влияние от меняющейся генерации на электрическую сеть, когда нами будет интегрировано больше ВИЭ в общую местную энергосистему».
В рамках грантов по программе Energy Resilience Call (Вызов по усилению устойчивости энергетики) от EMA в общей сложности в 2018 году было предоставлено 15 млн сингапурских долларов на разработку и внедрение семи энергетических инноваций, усиливающих постоянство энергетической системы Сингапура.
