Съхранение на енергия на бъдещето; Материали за фазова промяна; Алтернативна енергия
Свързани статии
Може ли да се използва слънчев панел в една стая? Учените работят по него!
Завършен е най-евтиният слънчев панел, остава само производството
Биткойн отива в замяна на електричеството, произведено от слънчевата клетка
В днешно време, ако искаме, ако не, съзнателното използване на енергия играе все по-важна роля и тази роля само ще се увеличава в бъдеще. В нашата статия ще говорим за възможен начин за съхраняване на „топлинна енергия“, материали за фазова промяна.
Статия, публикувана в официалния блог на Младежката секция на Унгарското енергийно общество. Както всичко, струва си да започнете отначало, за да избегнете по-късно недоразумения: как тогава веществото може да съхранява енергия?.
ФИЗИЧНО ВЪВЕДЕНИЕ
В тази кратка глава ще има кратък физически преглед на съхранението на енергия. Кой знае какво е специфична топлина и термодинамика I-II. той е в добро приятелство с основната си теорема, не се колебайте да обърнете главата.
Материалите могат да съхраняват определено количество енергия в дадено състояние и температура - вярно е колко зависи материалът. За простота вземете кана (около 1 литър) добра топла вода от 88 ° C. Тези параметри определят колко енергия може да бъде „извлечена“ от водата чрез охлаждане на водата до стайна температура (25 ° C): 264,6 kJ (килоджаула), като се използва приблизително приближение. Това е приблизително еквивалентно на 1 брой средно дълъг радиатор с дължина 1 метър
С разсейване на топлината по време на 4 минути и половина работа.
За тези, които не вярват или са просто любопитни към подробностите: специфичната топлина на водата, умножена по температурната разлика (88 ° C - 25 ° C), умножена по масата на водата = 4200 J/(kg ° C) * 63 ° C * 1 kg = 264600 kJ = 264,6 kJ.
Значителна енергия обаче се отделя и когато веществото претърпи промяна на състоянието или фазовия преход, например. Доста прост пример е топенето на лед в нашите безалкохолни напитки. Температурата на леда не се променя (поне първоначално), той отнема необходимата енергия от околната среда (която в този случай е нашата безалкохолна напитка), за да се превърне във вода, така че за кратко се променя (и разбира се тогава 0 градуса вода продължава да се нагрява, докато безалкохолната напитка се охлади). докато се достигне равновесна температура). И ние сме щастливи, защото искаме содата ни да е студена.
В сравнение с предишното изчисление, енергията, освободена от топене на 1 кг лед, може да бъде изчислена по следния начин: масата на леда, умножена по топлината на топене на леда = 1 кг * 333,7 kJ/kg = 333,7 kJ. Това също така показва, че фазовият преход включва несъществено освобождаване на енергия.
Друг възможен пример, който може да се разглежда като противоположен на предишния: имаме добра порция бульон в неделя и искаме да го загреем на котлона у дома, но по някаква причина не работи. Нашата баба, от друга страна, купи полупрозрачна кутия на панаира, която продавачът казва, че прави студения бульон топъл. В кутията има нещо течно сополиво. Ако го сложите в бульона си, ще установите, че шлаката в кутията е станала доста твърда и супата наистина се е затоплила. Какво би могло да бъде охлювът в кутията, който може да загрее добре бульона? Ние не сме нищо друго освен материал за промяна на фазата! (поне се надяваме)
КРАТКО ПРЕДСТАВЯНЕ
Е, така че температурата на тялото или материала е пропорционална на енергията, скрита в материала, но материалът е в състояние да съхранява значителна енергия в дадената фаза и състояние.
По този начин материалите за промяна на фазата (PCM) са по дефиниция материали за съхранение на енергия, които могат да съхраняват енергия с по-висока енергийна плътност, използвайки скрита топлина. В случай на единица обем, скрито съхранение на енергия може да се използва за постигане на по-висока енергийна плътност, тъй като не само специфичната топлина, но и топлината на синтез и изпарение могат да бъдат използвани в процесите на топлообмен.
Приложението им е изключително широко, тъй като точката им на топене може да се променя в широк мащаб чрез различни химични методи. Материалът поглъща топлина от околната среда по време на топене и отделя топлина по време на замръзване. Като се имат предвид температурите им на топене, могат да се разграничат няколко групи по отношение на използването на съхранената енергия: