V zimě vyrábí teplo, v létě chladí: Hardvardský vynález přitom nepotřebuje žádnou elektřinu
Sledovat v Google Zprávách
Vědci z Harvardovy univerzity představili zařízení, které si samo rozhodne, jestli bude vyrábět elektřinu nebo teplo. Nepotřebuje k tomu senzory, čipy ani připojení do sítě. O změně režimu rozhoduje samotná fyzika a střídání ročních období.
Princip je vlastně až odzbrojující. V létě řeší domácnosti přehřívání domů a vysoké účty za klimatizaci, v zimě se situace obrací a hlavní starostí je vytápění. Podle dat Mezinárodní energetické agentury spotřebují budovy téměř 30 procent veškeré energie. A právě tady je podle výzkumníků největší prostor ke zlepšení.
Prototyp spojuje fotovoltaický článek, který běžně vyrábí elektřinu ze slunce, se speciální vrstvou pracující s vodou. Ta funguje jako přirozený přepínač. Jakmile se změní teplota nebo vlhkost vzduchu, voda se začne odpařovat či kondenzovat – a celé zařízení se tomu přizpůsobí.
Fyzika místo elektroniky
Klíčem je proces odpařování a kondenzace. Když se voda odpařuje, odebírá okolí teplo. Podobně jako když se člověk potí. V létě tak panel nejen vyrábí elektřinu, ale zároveň se přirozeně ochlazuje.
V zimních měsících dochází k opačnému jevu. Vodní pára kondenzuje a teplo naopak uvolňuje. Tím se změní i optické vlastnosti povrchu, takže systém lépe pohlcuje sluneční záření a předává ho dál ve formě tepla do budovy. Bez kabelů, bez zásahu uživatele.
Univerzita uvádí, že prototyp fungoval v klimatických podmínkách Bostonu automaticky po celý rok. Nepotřeboval žádné řízení ani dodatečné nastavování, prostě reagoval na okolí.
Právě v tom je rozdíl oproti běžným hybridním řešením, která si bez elektroniky a regulace většinou neporadí. Tady nic takového nenajdete.
Dva režimy, jeden panel
Klasické solární panely mají v zimě slabší výkon a s vytápěním domu nepomohou prakticky nijak. Tento koncept jde jinou cestou. Vědci vsadili na pasivní systém, tedy řešení bez aktivních řídicích prvků. Žádná jednotka, žádný software. Jen reakce na prostředí.
Co to znamená v praxi?
- nižší pořizovací i provozní náklady, protože odpadá složitá elektronika
- méně věcí, které se mohou pokazit (a že jich u běžných systémů není málo)
- vyrovnanější energetická bilance domu během roku
Jednoduchost tady neznamená kompromis. Spíš naopak. Čím méně součástek, tím menší šance že se něco pokazí – i když to zní jako klišé, v technice to platí dvojnásob.
V době, kdy ceny energií skáčou nahoru a dolů a domácnosti hledají jistotu, může být podobný argument rozhodující.
Zařízení je zatím ve fázi experimentu. První měření ale naznačují, že spojení výroby elektřiny a tepla dokáže zvýšit celkový energetický zisk z jedné střechy. A to je podstatné hlavně ve městech, kde není místa nazbyt.
Může změnit způsob, jak stavíme domy?
Evropská unie dlouhodobě tlačí na snižování energetické náročnosti budov, nové domy musí splňovat stále přísnější normy. Pokud by se harvardský nápad podařilo převést do sériové výroby, architekti by získali poměrně elegantní nástroj – bez složitých technologií a bez další infrastruktury.
Zajímavé je, že systém nepotřebuje žádný externí zdroj energie k tomu, aby „přepínal“. Reaguje čistě na klima. A právě v době častějších výkyvů počasí může být tahle schopnost automatické adaptace dost důležitá.
Otázkou samozřejmě zůstává cena a také životnost použitých materiálů. Voda uvnitř musí dlouhodobě zvládat opakované cykly odpařování a kondenzace, bez ztráty funkce. Pokud se podaří zajistit stabilitu a rozumné výrobní náklady, nemusí zůstat jen u laboratorního prototypu.
Možná největší přínos spočívá v samotné myšlence. Technologie se nesnaží přírodu přetlačit, ale využívá její zákony. A to je směr, kterým by se energetika budov mohla v dalších letech vydat.
Zdroje: harvard.edu, iea.org, okdiario.com, clickpetroleoegas.com.br
