Sistemas de armazenamento térmico - notável resiliência de uma pegada sustentável

Um dos maiores desafios enfrentados pelos proprietários de edifícios é o planejamento de contingência. Furacões, inundações, tornados e atos de terror são apenas alguns dos desastres que causam impactos físicos, financeiros e emocionais duradouros nos edifícios e em seus ocupantes. Como estamos vendo em tempo real, do Texas a Porto Rico, o longo e doloroso processo de substituição de energia, água e resfriamento comanda as manchetes depois que as tempestades passam. A incapacidade de restaurar climas de construção confortáveis ​​estende o sofrimento das pessoas afetadas e impede qualquer retorno à normalidade. Proprietários e operadores de edifícios devem gastar tempo agora revisando sistemas e criando ou melhorando seus planos de contingência enquanto se esforçam para aumentar a sustentabilidade.

Passamos cerca de 90% do nosso tempo dentro de estruturas, e essas estruturas requerem resfriamento para compensar o calor gerado por nós, nossos computadores, iluminação e a temperatura ambiente externa. A maioria dos sistemas de resfriamento demanda eletricidade durante os períodos de pico de demanda. Essas demandas são geralmente> 50% de toda a demanda de energia do edifício. As estruturas de resfriamento são o principal motivador para dimensionamento de energia de emergência, tarifas de serviços públicos de pico de demanda, blecautes e quedas de energia. Com o aumento das populações, o aquecimento da temperatura ambiente e os serviços públicos lentos para construir novas usinas de energia, precisamos nos mover rapidamente para criar mais resiliência em nossa rede elétrica e adotar sistemas que possam se recuperar rapidamente de desastres naturais e nos colocar no caminho da degradação carbonizando o sistema de energia dos EUA.

O mundo da energia está passando por uma transformação, criando novas oportunidades e desafios para proprietários de edifícios e fornecedores de serviços públicos em todo o país. A ampla adaptação de diferentes tecnologias de armazenamento de energia está redefinindo como o fornecimento e a demanda de eletricidade são gerenciados. Os sistemas de armazenamento térmico podem:

• Reduzir custos - deslocando a carga elétrica do prédio para reduzir os custos de demanda de pico, de modo que o desempenho do prédio seja totalmente otimizado e monetizado sem sacrificar indevidamente o conforto do locatário.
• Melhorar a resiliência - ao combinar tecnologias de recursos de energia distribuída (DER) renováveis ​​e soluções de armazenamento de energia permitem que os edifícios minimizem a dependência da rede no caso de um evento perturbador. Muitos subsídios são pagos a edifícios, comunidades, etc. que têm a capacidade de “ilhar” por um período de tempo definido no caso de um desastre ou interrupção.
• Alcance metas de sustentabilidade mais altas - otimizando a eficiência e gerenciando fontes de energia, bem como minimizando o impacto ambiental associado a usinas de pico intensivas em carbono.

O armazenamento de energia térmica é uma solução para muitos problemas diferentes e seu custo é muito atraente e combina bem com outras tecnologias emergentes. Embora os sistemas de armazenamento térmico tenham sido usados ​​por décadas, sua história nunca foi tão importante. Em novembro passado, UC Davis apresentou uma pesquisa que abordou a avaliação precisa de dispositivos de armazenamento de energia térmica no evento ESA Studio em minha cidade natal, Cleveland, Ohio. Clique para saber mais sobre a pesquisa e o evento.

Tipos de sistemas de armazenamento térmico

Os sistemas de armazenamento térmico fazem tanques de gelo ou água gelada operando os chillers HVAC à noite, quando os preços da energia são mais baixos, as cargas de resfriamento são mais baixas e as temperaturas ambientes são mais baixas. Os chillers refrigerados a ar são ideais para fazer gelo, porque experimentam uma maior melhoria de eficiência à noite e normalmente usam um compressor projetado para tarefas mais difíceis. Chillers centrífugos resfriados a água projetados especificamente para a tarefa de fazer gelo são usados ​​para projetos maiores e para armazenamento de água gelada.

Esses três se combinam para tornar o custo por tonelada-hora de resfriamento mais baixo à noite do que durante o dia. Durante o dia, gelo derretido ou água gelada resfria o prédio, levando a uma economia significativa nas contas de serviços públicos e redução da demanda por operações de usinas de pico "sujas".

Muitos projetistas de sistemas recomendam capacidade em excesso ou chillers superdimensionados, o que leva a custos iniciais e de manutenção mais elevados. Ao mover parte da redundância do sistema para armazenamento térmico em vez de chillers em excesso ou superdimensionados, os sistemas que usam chillers resfriados a ar com armazenamento de gelo aumentaram a capacidade de resfriamento de emergência, com custo inicial competitivo ou inferior e menores custos de manutenção e água. A combinação de armazenamento térmico com baterias de construção de estilo micro-grade pode permitir que o resfriamento e a iluminação de um edifício operem horas após um apagão causado por uma catástrofe.

Benefícios mesmo quando algo ruim não acontece

A maioria das soluções para um problema de contingência não oferece retorno, a menos que algo ruim aconteça. Isso não é verdade para sistemas de armazenamento térmico. Mudar as horas de operação do chiller reduz os custos de energia, água e manutenção. Para obter benefícios adicionais de sustentabilidade de armazenamento térmico, clique aqui. Os proprietários de edifícios com armazenamento térmico desfrutam de até 30 por cento de economia nos custos operacionais. Edifícios com potência de pico previsível ajudam a concessionária a gerenciar recursos, e incentivos monetários encorajam sistemas que fornecem esse padrão de uso de energia.

Pegada sustentável

É amplamente aceito que qualquer tentativa holística de lidar com as mudanças climáticas deve confrontar o uso de energia no setor de construção. Além disso, as tendências atuais do mercado mostram que proprietários focados no meio ambiente usam armazenamento térmico para apoiar as metas de sustentabilidade e atrair inquilinos. Mudar as demandas de energia para horários fora de pico reduz a carga sobre a infraestrutura de energia e permite que as empresas de energia usem as usinas mais eficientes para fornecer essa energia. A potência marginal de pico gerada em um dia quente de verão é a mais suja e menos eficiente.1 À medida que a sociedade busca edifícios verdes mais saudáveis, altamente eficientes e econômicos, o armazenamento de energia térmica se destaca como um caminho para reduzir a pegada de carbono de nossas estruturas e ganhe pontos de inovação no design e economia de energia LEED® e classificações mais altas do Green Globes.  

Considerações de compra

Os sistemas de armazenamento de energia térmica são maneiras eficientes em termos de custo e energia de reduzir as demandas de energia e fornecer resfriamento confiável para locatários e processos. O prédio com certificação LEED em nosso campus corporativo em Davidson, NC tem um sistema de armazenamento de energia térmica no jardim da frente. Temos o orgulho de destacar não apenas o armazenamento térmico, mas um módulo de “conclusão” inovador e patenteado que permite que o chiller converse com os tanques Calmac ICE e o edifício de forma plug-and-play. No interior, os controles amigáveis ​​exibem a operação do sistema por meio de uma grande tela plana no saguão. Esta combinação de armazenamento de energia térmica, controles e módulo de bomba empacotado atenua o risco, aumenta a resiliência e nos rendeu a Certificação LEED Gold depois que um retrofit profundo da estrutura existente foi concluído com o escritório local da Trane trabalhando com  Mechanical Contractors Inc. em 2016. Visite trane.com/energystorage para saber mais.