Розроблена в Індії система накопичує тепло в піску, використовуючи електроенергію від сонячних панелей для нагріву води у побутових потребах
Зображення має виключно ілюстративний характер та використовується як елемент дизайну статті
Нова ідея акумулювання теплової енергії
Команда дослідників з «Національного технологічного інституту» (NIT) у місті Курукшетра та «Національного інституту сонячної енергії» (NISE) у місті Гуруграм, Індія, розробила прототип нової системи нагріву води для побутових потреб. Її ключова особливість — застосування дрібнозернистого піску як ефективного теплоакумулятора.
Прототип отримав назву Fine Sand Solar Geyser (FSG) — система акумуляції тепла з електричним нагрівом від фотоелектричних панелей та зберіганням теплової енергії в піску. Науковці наголошують на високій ефективності зберігання тепла та надзвичайно низькій вартості обладнання, що робить цю розробку перспективною для масового впровадження, зокрема у приватних домогосподарствах.
Конструкція системи
Принцип роботи системи полягає у перетворенні електричної енергії від сонячних фотоелектричних модулів у теплову енергію, яка накопичується у піску.
Основні компоненти системи:
- три полікристалічні сонячні модулі потужністю по 300 Вт кожен;
- ніхромовий електронагрівальний елемент;
- теплоакумулятор із 120 кг дрібнозернистого піску;
- теплообмінник із вбудованими алюмінієвими ребрами.
Сонячна енергія накопичується у піску через електронагрівач, а далі передається воді через трубчастий теплообмінник, занурений у пісок. Таким чином система працює незалежно від безпосередньої сонячної активності в момент споживання гарячої води.
Технічні характеристики та результати випробувань
Випробування показали стабільно високу ефективність зберігання тепла та передачі його воді.
| Параметр | Перший день | Другий день |
| Початкова температура піску,°C | 25,2 | 94,7 |
| Максимальна температура піску, °C | 164,2 | 211,9 |
| Накопичена теплова енергія,МДж | 14,39 | 13,02 |
| Ефективність накопичення тепла, % | 97,41 | 90,76 |
| Об'єм нагрітої води, л | 140 | 152 |
| Перепад температур на виході (ΔT), °C | 11,7 | 13,75 |
| Ефективність тепловіддачі, % | ≈90 | |
Економічна ефективність
Оцінка життєвого циклу системи показала її високу економічну доцільність:
- початкові капітальні витрати — 278 доларів США;
- розрай строк служби — 25 років;
- собівартість виробленої теплової енергії — 0,0233 долара США за кіловат-годину;
- період окупності — 4,45 року.
Таким чином, навіть без державних субсидій і складних систем керування, запропонована технологія демонструє фінансову життєздатність у довгостроковій експлуатації.
Галузева оцінка: перспективи впровадження
З огляду на характеристики цієї системи, її можна розглядати як перспективне рішення для приватних будинків у регіонах із високим рівнем сонячної інсоляції — зокрема, для країн із нестабільними мережами, обмеженими ресурсами електроенергії або високими тарифами на енергоресурси.
Основні переваги такого підходу:
- простота конструкції — мінімальна кількість складних компонентів;
- низька вартість матеріалів — пісок доступний і не потребує спеціальної обробки;
- висока ефективність теплового збереження — понад 90%;
- мінімальне обслуговування — відсутність рухомих частин у теплоакумуляторі.
Водночас для українського ринку така технологія може бути цікавою при застосуванні в дачних, заміських або автономних об’єктах, де є достатня площа під розміщення панелей і теплоакумулятора.
Джерело:
Дослідження: Thermal performance analysis of a fine sand solar geyser integrated with photovoltaic technology, журнал Energy Sources, 2025.
Оригінал новини: PV Magazine, 30.05.2025
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 2 503
