A legígéretesebb megoldás a GradiensHotarolo.
A régebbi gondolatokat (lent) nem töröljük, mert hasznos adatokat tartalmaz. (és pl. a drága sóolvadékos tároló gondolatát sem hagyhatjuk ki, bár a kaviccsal szemben aligha versenyképes).
A naptároló a napenergia hagyományosan rövid távú (néhány óra ... pár nap) tárolására való, de homok / kavics / szikla / közet segítségével akár az évszakos tárolás is megoldható. Az igényelt, és a rendelkezésre álló hőteljesítmény közötti időbeni tárolásra szolgál. Míg a HoTarolas jellemzően 100C alatt, atmoszferikus óriástárolóban vizet tárol fél évre, ez 200C (vagy akár 700C) felett, Brayton ciklusú GázTurbina hajtására ill. gőzkészítésre alkalmas formában (Rankine ciklusú GozTurbina hajtására) tárolja az energiát, amiből nemcsak hőt, hanem mechanikus ill. elektromos teljesítményt is ki lehet venni.
A hőtároló közeg lehet például
- szén (akár -legallyazott- fa, ami idõvel úgyis elszenesedik). Kellő körültekintés mellett. O2 szintet korlátozni kell, különben könnyen felrobban
- a parázságyról tudjuk, milyen jó hõtároló
- sóolvadék - pl. alacsony olvadáspontú "petersalt" 60% nátrium-nitrát és 40% kálium-nitrát. A sóolvadék-tároló fajlagos kapacitása nagy, de elég agresszív közeg. Keress rá: "Solar two" és "Solar Tres". Lásd NapTaroloSoOlvadek
- kavics olcsó, és nem robbanásveszélyes (részben homok, ahol nem akarunk áramlást, pl. az elválasztónál és a betonnál). ígéretes: lásd lent !!!
- kálcium-karbonát - mészkő. Egyéb érdekes lehetőségeket kínál a mészégetés. Pl. a mész oltásakor (erősen exoterm reakció) keletkező hővel (és ebből nyert nyomással) "mészmotort" tudunk üzemeltetni: turbina vagy stirling motor, továbbá a hulladékhővel fűteni lehet
img src="http://www.ideje.hu/images/Energy/NapTarolo/NapTorony1_m.jpg"
"Gál-féle naptároló" rajza. Legalább 4..5m átmérõjû, 6-10m magas tornyot kell elképzelni. A betont eléggé megviseli a magas hõmérséklet. Lehet, hogy a földben, sziklában tárolva ... (fent szigetelve, felette akár üvegház) jobb lehet. Olcsóbb az biztos.
- Vasbeton siló
- napablak - a NapKollektor naptükrei felől érkező sugárzás felfogásához. 1 vagy több réteg üveg alatt kormozott, diffúz acél vagy vasfelület, drótháló, csõháló, esetleg közvetlenül a tárolóanyag
- Vasbeton siló belső szigetelése (körben), és elválasztó fal középen
- . Lehet a hőtárolásra alkalmas közeg is, de illesztetten rakva (hogy a légáramlás ne vezesse a hőt).
- hőtároló közeg - lásd fent.
- továbbá fémcsövek, amikben levegõt, vagy más anyagot tudunk áramoltatni. Akár a tárolón belüli hõáramlás végett, akár a hõ kivétele miatt, akár valamilyen termokémiai reakcióhoz. Pl. ledarált, vízzel elegyített szerves hulladékból (legjobb az autógumi, de más is jó), nagy nyomáson és hõmérsékleten a kõolajhoz hasonló, frakcionált lepárlás után üzemanyagként használható kerozin, benzin, gázolaj, stb... nyerhetõ. A nagy nyomást elég csak a csöveknek bírniuk, nem kell az egész tárolónak. Ha az optimális paramétereket kikísérletezzük, ezt nagyban érdemes csinálni.
- légáramlási nyílások az elválasztó falon. Segíti a hõnek a napablaktól a tároló más részeihez való eljutását
- Lehet termikus,vagy kényszeráramlás. Utóbbi esetben fém- (vagy porcelán?) lapátos ventillátorok, hosszabb tengellyel, külső meghajtással - mivel elektromotor nem bírná a belső viszonyokat, és a szikra miatt sem kívánatos bent elhelyezni a motort.
- víz, vagy egyéb kívánatos anyagok bejuttatása
- gázcsere a külvilággal
- mérés: hõmérséklet (K-hõelemmel), és (ha nem kavics van bent akkor egyéb, pl.) CO, O2 szint, szélessávú lambdaszondával
Készítsük el egy olyan tároló modelljét, ahol középre egy kúp alakú szikla/homok tárolóba akár 1000C-n tudunk hőt tárolni, körülötte pedig egy 25..50m sugarú max 99C atmoszferikus víztó van. (PERL + GD library):
img src="http://www.ideje.hu/images/Energy/NapTarolo/NapTarolo2.png"
a hőáramlás modell erre még nincs kész, de a becslések alapján látszik, hogy 100 ház alatt ez sem gazdaságos. Érdemes megjegyezni továbbá, hogy a sima vizes tároláshoz képest inkább stratégiai az előnye, mint gazdasági. Kisebb turbinák és generátorok hosszabb ideig járnának, de a betárolás gépészete (Helium-keringtetés) sem elhanyagolható, még ha konvekciós hatásokat segítségül hívjuk is.
- http://www.halfbakery.com/idea/Seasonal_20Heat_20Storage_20in_20Sand
- Water: 4.18 MJ/C*m^3 20 - 90 C
- Rocks or sand: 1.8 MJ/C*m^3 20 - 900 C (or higher)
- Aluminum oxide 3.0 MJ/C*m^3 20 - 2000C
- http://www.google.es/search?hl=es&client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Ahu%3Aofficial&hs=I9g&q=heat+conductivity+sand+rock+&btnG=Buscar&meta=
Dry sand, 0.33 unit of W/m·K (???)
Sheet rock, 0.10 W/m·K (???)
A 0.5 W /mK alatt már olyan rossz a hővezetés,
- hogy sokkal inkább a hő betárolása/kivétele lehet a gond (sok fúrás kell a He-csöveknek), mint az, hogy elszökik. A kavics, a homok és a szikla kb. 1500..5000Ft / m^3 (2009), már ha eleve nincs ott (legtöbb helyen ott van, legfeljebb pár méterrel lentebb). Látható, hogy ha 1000C környékén tárolunk, akkor házanként kb. 20..30 m^3 kell. Gyakorlatban inkább ennek többszöröse, kb. 20m2 * 6m
- és hogy kétkedést ébreszt. "A hõ tárolása" könyv a 47.oldalon 1.5 ...5 W/mK -t ad meg (lásd lent), ez meg kicsit magas adat (a Pu fémnek is alig nagyobb). Inkább nedves, talajvizes talajra lehet ilyen nagy.
- ennek érdemes kicsit jobban utánanézni (ill. mérni!) mert befolyásolja, hogy mennyi csövön / repedésben kell bevezetni a hõt. Minden bizonnyal erõsen helyfüggõ a dolog, az adottságokat figyelembe kell venni.
A sóolvadékhoz képest, éves alkalmazásra (ahol nem kell gyorsan kivenni a hőt) olcsóbb homokba vagy sziklába. Kb 2 GJ/m3, azaz házanként kb 25-40m3 szükséges. Táncsak akad ennyi közet... körül kell kicsit nézni
A javasolt hőátadó közeg He vagy levegõ, esetleg sóolvadék+párhuzamos He.
A H2 -vel is jó vezető, és olcsóbb. De elég necces lenne, 1000C-on talán még a saválló acél, króm vagy wolfram csőben sincs biztonságban (?).
A sziklatárolóba ha sóolvadékkal visszük be/ki a hõt, a sóólvadékcső mellé tehetünk He csövet is (vagy gázégõt vagy elektromos fûtést), hogyha megdermed a só, akkor a sót ki tudjuk olvasztani - miközben a körülütte levő homok/szikla is melegszik.