GEOSOLAR الطاقة الحرارية الأرضية في نظام

JULY 8, 2016 BY ROB AVIS & FILED UNDER BUILDING, DESIGN, ENERGY SYSTEMS

بصفتي مهندس ومصمم في مجال الزراعة المعمرة يعيش في مناخ بارد، فأنا شخصياً مهتم بالترابط بين الديناميكية الحرارية والتصميم وبين التقاط الحرارة المفقودة، وايجاد طرقا رخيصة غير مكلفة لتخزين الطاقة أو اعادة استخدامها. واحد من هذه الأنظمة هو تخزين الطاقة الحرارية الأرضية.

في أواخر عام 2015 قامت شركتنا الاستشارية , Adaptive Habitat, بالتعاقد لتصميم وتركيب نظام جمع والتقاط الحرارة a geosolar الى الشمال مباشرة من كالجاري، ألبرتا، تحتها (RTM) منزل جاهز للنقل. للبحث والتطوير وأغراض الرصد قررنا تجهيز النظام مع 11 درجة الحرارة.

ونحن سعداء حقا  بأدائها حتى اللحظة. وفيما يلي ملخص لكيفية تصميمها وما تمت ملاحظته حتى الآن؟

ما هو نظام ANNUALIZED GEOSOLAR

هذا النظام، وهو ما يسمى أيضا Geosolar Annualized يعمل أساساً على التقاط الهواء الساخن من العلية في الربيع والصيف والخريف وذلك باستخدام مروحة موجودة تحت المنزل، ينتقل الهواء من علية البيت عبر قناة توجد تحت الأرض وتعود إلى السطح بعد حوالي 6 أشهر. هذه الحرارة تبقى تحت المنزل خلال فصل الشتاء، تكون النتيجة النهائية هي انخفاض في فواتير التدفئة وزيادة الراحة من أرضية الدافئة. لاحظ أنه في التصميم التقليدي فإن الهواء في  العلية يتم تفريغه ببساطة إلى الغلاف الجوي من خلال تنفيس الطاقة – لذلك لن يحصل أي زيادة   في استهلاك الطاقة مع هذا التعديل.

كيف تعمل؟

في الفيديو الأول، قمت بوصف كيفية توزيع الهواء من خلال نظام (ِAGS)

في الفيديو الثاني، قمت بالتبحر أكثر في تفاصيل هذا النظام، كما نأخذك في جولة إلى التربة في الأسفل

كيف يعمل النظام؟

هنا لقطتان تظهران التغير في درجة الحرارة على مدار ستة أشهر، أن النظام قد تم تشغيله.

يمكنك أن ترى أن درجة حرارة الأرض حول القنوات مجمدة (0 درجة مئوية) والآن في حدود 15-20 درجة C. وبناء على هذه النتائج الأولية، وعلى أساس تجربتي مع مشاريع تخزين الطاقة الحرارية الأرضية الأخرى، وأنا وتوقع أن لكل وحدة من الطاقة الكهربائية التي نستخدمها لنقل الحرارة (عبر مروحة) سوف تحصل على 13 وحدة من الحرارة تعود إلى المنزل. هذا هو معامل الأداء من 13!

لأغراض المقارنة، فرن غاز لديه COP من 0،7-0،9 ويقدر ب 14-18 مرة أقل كفاءة. ** (0.7 يمثل الفرن مع كفاءة 70٪، في حين أن 0.9 يمثل الفرن مع كفاءة 90٪)

التصميم والبناء والتركيب

من الناحية المثالية، إذا كنت ترغب في وضع وبناء شيء من هذا القبيل تحت منزلك، فإنه يحتاج إلى أن يكون مخطط مدروس ومصمم في وقت مبكر. سيكون من الممكن استخدام هذا النظام في التحديثية لكنه سيكون أقل كفاءة وأكثر تكلفة لتثبيته وبناءه.

لبناء النظام وتنفيذه، نقوم بحفر خندق أسفل وسط لوحة المنزل، واستخدام مواد منخفضة التكلفة مثل اثنين من جالون بكمية 50، و4.5 إنش من البلاط في مدخل وخرج قناة العمل. تصل تكلفة المواد إلى 3.500 دولار، وأيضاً حفر الخندق

عندما يتم وضع القناة، نقوم بالضغط والتغطية بقوة حول القناة من كلا الاتجاهين لتحسين الاتصال مع التربة (وبالتالي تحسين التوصيل الحراري).

ثم نقوم بوضع طبقة البوليستيرين وطبقة ينسولاتيفي، التي تؤخر الحرارة التي استولت عليها ~ ستة أشهر. في الأساس يتم اجبار الحرارة على الانتقال مسافة أفقية أطول، ومنعها من العودة. وهذا يقلل من العمق الذي نحن بحاجة إليه لتثبيت الأنابيب.

الخلاصة

سوف نستمر في مراقبة نظام AGS في الثلاث سنوات القادمة وسوف نواصل تقديم التقارير عن الأداء. في هذا الشتاء سوف يكون لدينا بعض الأرقام للكمية الحقيقية للحرارة التي ترجع للمنزل وسوف نكون قادرين على توفير بعض كميات الغاز الطبيعي والمال في فواتير التدفئة. مع ما نشهده اليوم من درجات حرارة (الحرارة الأرضية 15-20 درجة) وبعض الخبرة من مشاريع أخرى، إننا نتوقع نتائج إيجابية للغاية.

لقد قمنا بالمشاركة في هذا المشروع في السنوات القليلة الماضية، كما أننا نمتلك نظام AGSالذي ما زال في طوره منذ أكثر من 5 سنوات. على الرغم من أن هذه الدفيئة الزراعية تقع في جبال روكي حيث درجة الحرارة في الشتاء 10 درجات مئوية، تصل درجة الحرارة الداخلية للدفيئة إلى 0درجة ولكن يتم إرجاع الحرارة الأرضية المخزنة تحت الدفيئة.

لقد شاهدت تطوراً في أن المرحة يمكن بسهولة أن تعمل بالطاقة من قبل photvoltaic، والتي يمكن أن تقضي على أي شبكة الكهرباء المطلوبة. أيضا، إذا كان الحجم لوحة بشكل صحيح، فإنه يمكن ضبطها، ويمكن أن يتم القضاء على سيطرة كذلك.

لأولئك الذين يعيشون في مناخ اكثر دفئاً، يمكن استخدام نظام متغير لتبريد المباني الخاصة بك في فصل الصيف والحرارة بها في فصل الشتاء لتوفير تكييف الهواء بتكاليف منخفضة.

أرى فرصة كبيرة لهذه الأنظمة في منازل مماثلة النقالة أو فنادق المؤتمرات، والدفيئات الزراعية والمنازل التقليدية والمباني التجارية. وإنني أتطلع إلى رؤية المزيد منها الحصول على تثبيت!

نبذة عن ROB

في أقل من 10 أعوام، ترك كل من ميشيل وروب العمل في حقول النفط، وتوجهوا إلى إعادة تجهيز الأعمال الهندسية لمساعدة العملاء والطلاب على تصميم أنظمة فعالة للملاجئ والمنازل والطاقة والمياه والقمامة والغذاء، في حين أن جميع عليهم دعم الاقتصاد المحلي وتجديد الأرض. نحن نشهد الآن حركة واسعة تجاه تعليم الزراعة المعمرة وتعليم المهنيين ليصبحوا من أصحاب المشاريع الناجحة. للمزيد يمكنك التواصل مع روب وميشيل على:

Facebook – https://www.facebook.com/vergepermaculture/

Website – http://vergepermaculture.ca/