Nghiên cứu mới cho thấy những ngôi nhà kém hiệu quả ở Vương quốc Anh, được xây dựng cách đây nhiều thập kỷ, giờ đây có thể loại bỏ nồi hơi gas và cung cấp tất cả nhu cầu năng lượng ngoài lưới điện bằng cách trang bị thêm sự kết hợp của các công nghệ năng lượng tái tạo hiện có.
Trang web REMOURBAN so với tệp CAD. Nguồn: Năng lượng thông minh (2023). DOI: 10.1016/j.segy.2023.100129
Một nghiên cứu do Giáo sư Anton Ianakiev, chuyên gia về kỹ thuật dân dụng và giải pháp carbon tại Đại học Nottingham Trent (NTU), dẫn đầu, chứng minh làm thế nào hàng triệu tài sản hiện có ở Vương quốc Anh – nơi sản sinh ra hàng nghìn tấn CO 2 mỗi năm – có thể trở nên hoàn toàn không có carbon.
Nghiên cứu tập trung vào việc kết hợp công nghệ cách nhiệt hiện có với các tấm pin mặt trời quang điện, máy bơm nhiệt nguồn không khí hoặc mặt đất, tua-bin gió quy mô nhỏ dùng chung, pin quy mô lớn và các cơ sở lưu trữ nhiệt dùng chung.
Công nghệ năng lượng tái tạo cũng được đặt gần các khu nhà, thay vì cách nhà máy điện hàng trăm dặm, giúp loại bỏ nhu cầu nâng cấp lưới điện.
Nghiên cứu—được công bố trên tạp chí Smart Energy —dựa trên nghiên cứu về 27 ngôi nhà ở Nottingham được cách nhiệt bằng lớp cách nhiệt bằng tường bên ngoài, với lõi bông thủy tinh 200mm.
Để đạt được mức không carbon, những ngôi nhà hiện tại cần:
- Hai tuabin gió trục thẳng đứng quy mô nhỏ (VAWT)—quay thẳng đứng tương tự như cánh quạt trực thăng—được chia sẻ giữa 27 cơ sở kinh doanh
- Ba máy bơm nhiệt nguồn mặt đất 41,4kW giữa 27 ngôi nhà
- Một pin 40kW để lưu trữ lượng điện dư thừa có thể sử dụng trong thời gian cao điểm, được chia sẻ giữa 27 ngôi nhà
- Kho lưu trữ nhiệt năng gốc nước có dung tích 12 mét khối để tiết kiệm năng lượng nhiệt dư thừa trong thời gian cao điểm, được chia sẻ giữa 27 ngôi nhà
- 21 tấm pin mặt trời quang điện cho mỗi nhà để khai thác tới 2,7 kilowatt (kW) mỗi nhà mỗi ngày
Giáo sư Ianakiev, Trường Kiến trúc, Thiết kế và Môi trường Xây dựng, cho biết: "Ở khu vực thành thị, tua-bin gió tiếp cận thẳng đứng có lượng phát thải tiếng ồn thấp và có thể khai thác năng lượng gió từ mọi hướng, khi gió thấp và gió lớn, 24 giờ một ngày, khiến chúng đặc biệt hữu ích trong những tháng mùa đông đầy gió.
"Để bổ sung cho các tuabin này, khi tiềm năng năng lượng gió giảm trong những tháng mùa hè ôn hòa, pin mặt trời quang điện có thể khai thác năng lượng từ mặt trời trong thời gian ban ngày dài.
"Tất cả lượng điện dư thừa có thể được lưu trữ trong một cục pin lớn dùng chung để sử dụng trong thời gian cao điểm, chẳng hạn như vào các buổi tối mùa đông.
"Đổi lại, chỉ cần ba máy bơm nhiệt nguồn mặt đất có thể cung cấp năng lượng nhiệt quanh năm, với một cơ sở lưu trữ nhiệt chung sẵn sàng được sử dụng trong thời gian có nhu cầu cao nhất."
27 ngôi nhà ở Nottingham, có trụ sở tại Sneinton, được trang bị công nghệ năng lượng bền vững—trừ VAWT—như một phần của dự án Remourban trên toàn Châu Âu. VAWT đã được áp dụng ảo vào nghiên cứu.
Giáo sư Ianakiev cho biết: "Nghiên cứu này cho thấy những gì cần thiết để cho phép các ngôi nhà trung bình ở Anh hoàn toàn không có carbon. Nghiên cứu này dựa trên việc kết hợp các công nghệ năng lượng tái tạo hiện có sẵn để mua trên thị trường mở hiện nay.
“Điều cần thiết bây giờ là mở rộng quy mô trang bị thêm công nghệ này ra toàn quốc và làm cho nó có giá cả phải chăng cho người tiêu dùng, để việc chuyển sang số 0 ròng có thể thực hiện các bước cần thiết hướng tới năm 2050 khi tất cả chúng ta -các mục tiêu khí hậu quan trọng phải được đáp ứng."
