Magazyn termalny naukowca PG z patentem europejskim

Prof. Rafał Andrzejczyk z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa otrzymał właśnie europejską ochronę patentową na „Bio-ekoinnowacyjny przenośny magazyn termalny dla zastosowań elektromobilnych”. Wynalazek może znaleźć zastosowanie w pojazdach elektrycznych i hybrydowych, ale też w instalacjach wentylacyjno-klimatyzacyjnych oraz systemach grzewczych, zwłaszcza w budynkach wyposażonych w odnawialne źródła energii.

Wynalazek, który uzyskał patent Europejskiego Urzędu Patentowego, dotyczy kompaktowej, modułowej technologii magazynowania energii cieplnej z wykorzystaniem materiału zmiennofazowego (PCM). Opracowany magazyn został przeznaczony przede wszystkim do zastosowań mobilnych, zwłaszcza w pojazdach elektrycznych i hybrydowych, z założeniem jego integracji z pokładową instalacją HVAC (systemem odpowiedzialnym za zapewnienie komfortu termicznego w pojeździe).  Wynalazek powstał w ramach projektu finansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu LIDER.

– Przyznanie patentu to przede wszystkim zwieńczenie ponad pięciu lat pracy nad tym rozwiązaniem. Na początku uzyskałem patent polski, a następnie, wykorzystując środki IDUB, napisałem dwa wnioski w ramach projektu TITANIUM, po czym w dwóch etapach powstała niezbędna dokumentacja do uzyskania patentu europejskiego. Takie zastrzeżenie daje możliwości negocjowania z firmami europejskimi lub polskimi z filiami za granicą, które są zainteresowane technologią – zaznacza prof. Rafał Andrzejczyk.

Kompaktowość dzięki strukturze plastra miodu

Jak podkreśla autor wynalazku, tego typu magazyn energii cieplnej charakteryzuje się bardzo szerokimi możliwościami zastosowania. Może być wykorzystywany w pojazdach, a także w instalacjach wentylacyjno-klimatyzacyjnych oraz systemach grzewczych stosowanych zarówno w budynkach mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych, jak i w biurach czy obiektach użyteczności publicznej. Rozwiązanie to jest szczególnie atrakcyjne w przypadku obiektów wyposażonych w odnawialne źródła energii lub planujących korzystanie z taryf dynamicznych, dotyczących nie tylko energii elektrycznej, lecz także ciepła, o czym coraz częściej mówi się również w Polsce.

– W Polsce dominują budynki wybudowane przed rokiem 2000, których średnie zapotrzebowanie na energię pierwotną przekracza 150 kWh/m²·rok. Większość z nich posiada niewielkie pomieszczenia techniczne, co ogranicza możliwości instalacji rozbudowanych źródeł ciepła, chłodu czy magazynów energii. W tym kontekście kluczową zaletą opisywanego magazynu jest jego kompaktowość. Dodatkowo zastosowanie biodegradowalnych materiałów zmiennofazowych sprawia, że jego utylizacja nie stanowi problemu, a samo wypełnienie jest bezpieczne dla użytkowników – dodaje naukowiec.

System posiada strukturę plastra miodu, co wpływa na jego kompaktowość oraz możliwość integracji w ograniczonej przestrzeni i tam, gdzie występują duże wahania parametrów pracy układów zapewnienia komfortu. 

– Najlepsze upakowanie pojedynczych modułów daje geometria sześciokątna. Chodzi o maksymalne wypełnienie przestrzeni magazynem, bo każdy metr obecnie kosztuje bardzo dużo. To jest olbrzymia przewaga – bo nie można tak robić przy klasycznych buforach wodnych, które z uwagi na rozkład ciśnienia, musza przyjmować formę cylindryczną. Pojemność cieplna magazynu zmiennofazowego jest kilkukrotnie większa niż wodnego – podkreśla profesor.