Klimatizácia dnes spotrebuje približne 10 % celosvetovej elektriny, pričom toto číslo každým rokom rastie rýchlejšie. Jeden technologický nadšenec z Floridy však prišiel s jednoduchým riešením: postavil funkčný off-grid chladiaci systém z bežne dostupných komponentov, ktorý využíva prekvapivo efektívnu fyziku.

Základom nie je klasická batéria, ale niečo oveľa jednoduchšie. Obyčajný ľad. Na šikovné riešenie upozornil portál Interesting Engineering.

Celý systém začína tromi solárnymi panelmi (každý s výkonom 100 W), ktoré vyrábajú elektrinu počas dňa. Tá prechádza cez regulátor nabíjania do olovenej batérie, ktorá slúži ako krátkodobé úložisko energie.

Keď je batéria nabitá, mikroprocesor zapne menič (invertor), ktorý umožní napájať kompresor, podobný tomu, aký nájdeš v malej chladničke. Ten využíva chladivo R600 (bután) a začne ochladzovať nádobu s vodou.

Voda je uložená v izolovanom vedre (cca 7,5 litra), ktoré je obalené penou a sklenou vatou. Počas niekoľkých hodín na slnku sa voda premení na pevný blok ľadu.

Ukladanie energie vo forme chladu

A tu prichádza kľúčová myšlienka. Namiesto ukladania energie do batérií sa energia „uloží“ do ľadu. Zmrazením vody sa uloží približne 2,5 milióna joulov energie. Vďaka izolácii uniká teplo len veľmi pomaly (asi 7–8 wattov), takže ľad vydrží niekoľko dní.

To znamená, že energia zo slnka sa využije cez deň a „chlad“ sa použije večer alebo v noci. Keď je potrebné chladiť, zapne sa druhý okruh. Malé čerpadlo posiela zmes vody a glykolu cez medené trubky, ktoré sú uložené priamo v ľade.

Táto kvapalina sa ochladí a následne prúdi do radiátora s ventilátorom, ktorý fúka studený vzduch do priestoru, napríklad do kabíny auta. Celý tento proces spotrebuje len minimum energie, takže systém dokáže fungovať aj po západe slnka.

Výkon porovnateľný s klimatizáciou

V praxi dokáže systém poskytnúť chladiaci výkon približne 700 wattov za hodinu, čo je porovnateľné s menšou okennou klimatizáciou. Rozdiel je v tom, že väčšina energie sa spotrebuje počas dňa zo solárnych panelov a nie v čase, keď človek potrebuje chladiť.

Ľad má prekvapivo vysokú „energetickú hustotu“ z pohľadu chladu. Jeden kubický meter ľadu dokáže uchovať približne 93 kWh chladiacej energie. Na rozdiel od batérií sa navyše neopotrebováva, môžeš ho zmrazovať a rozmrazovať prakticky donekonečna bez straty výkonu.

Zároveň ide o lacné a ekologické riešenie bez zložitých chemických procesov.

Jednoduché a škálovateľné riešenie

Veľkou výhodou systému je jeho jednoduchosť. Všetky komponenty – panely, batéria, kompresor či radiátor – sú bežne dostupné na trhu.

Systém sa dá navyše jednoducho rozšíriť:

• väčšia nádrž = viac chladu
• viac panelov = rýchlejšie mrazenie
• viac okruhov = väčší priestor na chladenie

Takéto riešenie je ideálne pre chaty bez elektriny, karavany a obytné autá, odľahlé oblasti či núdzové situácie. Tam, kde je prístup k elektrickej sieti obmedzený alebo drahý, môže byť tento systém veľmi praktickou alternatívou.

Projekt ukazuje, že aj jednoduché fyzikálne princípy môžu ponúknuť efektívne riešenia moderných problémov. V čase, keď dopyt po klimatizácii neustále rastie, by podobné systémy mohli pomôcť znížiť zaťaženie elektrických sietí a zároveň priniesť dostupné chladenie aj tam, kde to doteraz nebolo možné.

Čítajte viac z kategórie: Zariadenia