Zawartość
Przejścia między fazami stałą, ciekłą i gazową obejmują duże ilości energii. Energia wymagana do przejścia jest znana jako utajone przenoszenie ciepła. Ostatnio badacze zajmujący się energią alternatywną szukali sposobów, w jakie ten ukryty transfer ciepła można wykorzystać do magazynowania energii, dopóki nie będzie potrzebna. Na przykład w jednym z badań Departamentu Energii (DOE) rozważa się, czy skoncentrowana energia słoneczna mogłaby wykorzystać stopioną sól do magazynowania energii cieplnej.
Rozsądne przenoszenie ciepła
Gdy dwie substancje o różnych temperaturach zetkną się ze sobą, substancja o wyższej temperaturze przenosi ciepło do substancji o niższej temperaturze w procesie zwanym „rozsądnym przenoszeniem ciepła”. Na przykład, gdy zachodzi słońce, powietrze staje się zimniejsze i staje się chłodniejsze niż ziemia. Ziemia przenosi część ciepła do powietrza, powodując, że ziemia staje się zimniejsza, a powietrze staje się cieplejsze.
Utajone przenoszenie ciepła
W miejscu, w którym jedna z substancji jest gotowa do zmiany stanu lub faz (ciało stałe na ciecz, ciecz na gaz itp.), Ciepło jest przekazywane z jednej substancji bez odpowiedniego przesunięcia temperatury w drugiej substancji. Ten proces oddawania lub pochłaniania ciepła bez zmiany temperatury jest znany jako „utajone przenoszenie ciepła”.
Rodzaje
Ilość ciepła, którą należy dodać do cieczy, aby zmienić ją w gaz (tj. Wodę w parę), nazywa się „utajonym ciepłem parowania”, natomiast ilość ciepła, którą należy dodać do ciała stałego, aby zmienić go na ciecz (lód do wody) to „utajone ciepło topnienia”. Ilość energii, którą należy dodać, aby zmienić fazę jednego grama substancji, jest znacznie większa niż energia wymagana do podniesienia temperatury jednego grama tej samej substancji o jeden stopień Celsjusza. Energia potrzebna do podniesienia grama o jeden stopień nazywa się „ciepłem właściwym” substancji. Woda ma ciepło właściwe 1 kalorii / gram ° C i ciepło topnienia 79,7 cal / gram.
Uwagi
Energia nie jest tracona podczas utajonego przenoszenia ciepła. Na przykład topienie lodu powoduje pochłanianie utajonego ciepła. Kiedy woda zamarza, utajone ciepło jest uwalniane. Podobnie, gdy woda paruje, pochłania energię, ale gdy woda się skrapla, energia jest uwalniana.
Korzyści
Wiele alternatywnych źródeł energii jest ograniczonych, ponieważ nie mogą zapewnić stałej produkcji energii. Generatory słoneczne wytwarzają energię tylko wtedy, gdy świeci słońce, a turbiny wiatrowe oczywiście działają tylko wtedy, gdy wieje wiatr. Doprowadziło to do wzmożonych badań nad tanimi i skutecznymi sposobami magazynowania energii do momentu, gdy będzie potrzebna (na przykład do magazynowania nadmiaru energii słonecznej wytwarzanej w słoneczny dzień do wykorzystania w nocy).
Systemy utajonego magazynowania energii cieplnej (LHTES) mogą magazynować i odprowadzać duże ilości energii w miarę topnienia i zestalania się substancji. Potrzebne są dodatkowe badania, aby zdecydować, które materiały mają odpowiednie właściwości, które mogłyby pozwolić wszystkim samochodom i fabrykom na efektywne wykorzystanie ukrytego przenoszenia ciepła.