Sisältö
Siirtymät kiinteiden, nestemäisten ja kaasumaisten materiaalien välillä vaativat suuria määriä energiaa. Siirtymiseen tarvittava energia tunnetaan piilevänä lämmönsiirtona. Viime aikoina vaihtoehtoisen energian tutkijat ovat etsineet tapoja, joilla tätä piilevää lämmönsiirtoa voidaan käyttää energian varastointiin tarvittaessa. Esimerkiksi yksi energiaministeriön (DOE) tutkimus harkitsee, voisiko keskittynyt aurinkoenergia käyttää sulaa suolaa lämpöenergian varastointiin.
Järkevä lämmönsiirto
Kun kaksi ainetta, joilla on eri lämpötilat, saatetaan kosketuksiin toistensa kanssa, korkeammassa lämpötilassa oleva aine siirtää lämpöä matalamman lämpötilan aineeseen prosessissa, jota kutsutaan "järkeväksi lämmönsiirtoksi". Esimerkiksi auringon laskiessa ilma muuttuu kylmemmäksi ja tulee maapallon viileämmäksi. Maa siirtää osan lämmöstään ilmaan, jolloin maa muuttuu kylmemmäksi ja ilma lämpenee.
Latenttinen lämmönsiirto
Kohdassa, jossa yksi aineista on valmis vaihtamaan tilaa tai vaiheita (kiinteä neste, neste kaasuksi jne.), Lämpö siirtyy yhdestä aineesta ilman vastaavaa lämpötilan muutosta toisessa aineessa. Tätä prosessia lämmön vapauttamiseksi tai absorboimiseksi muuttamatta lämpötilaa kutsutaan "piileväksi lämmönsiirtoksi".
Tyypit
Lämpömäärää, joka on lisättävä nesteeseen sen muuttamiseksi kaasuksi (ts. Vedestä höyryksi), kutsutaan "latenssiksi höyrystymislämmöksi", kun taas lämpömäärää, joka on lisättävä kiinteään aineeseen sen muuttamiseksi neste (jäästä veteen) on "piilevä sulamislämpö". Yhden gramman aineen vaiheen muuttamiseen lisättävä energiamäärä on paljon suurempi kuin energia, joka tarvitaan saman aineen yhden gramman lämpötilan nostamiseksi yhden celsiusasteen mukaan. Yhden gramman asteen nostamiseksi tarvittavaa energiaa kutsutaan aineen "ominaislämpöksi". Veden ominaislämpö on 1 kalori / gramma ° C ja sulamislämpö on 79,7 kal / gramma.
näkökohdat
Energiaa ei menetetä piilevän lämmönsiirron aikana. Esimerkiksi jään sulaminen saa piilevän lämmön imeytymään. Kun vesi jäätyy, piilevä lämpö vapautuu. Samoin veden haihduttua se imee energiaa, mutta veden tiivistyessä energia vapautuu.
hyötyjä
Monet vaihtoehtoiset energialähteet ovat rajalliset, koska ne eivät pysty tarjoamaan jatkuvaa energiantuotantoa. Aurinkogeneraattorit tuottavat vain aurinko palatessa, ja tuulivoimalat toimivat tietenkin vain tuulen puhaltaessa. Tämä on johtanut lisääntyneeseen tutkimukseen edullisista ja tehokkaista tavoista energian varastointiin tarvittaessa (esimerkiksi aurinkoisen päivän aikana tuotetun ylimääräisen aurinkoenergian varastointiin yön aikana käytettäväksi).
Latentit lämpöenergian varastointijärjestelmät (LHTES) voisivat varastoida ja purkaa suuria määriä energiaa, kun aineet sulavat ja jähmettyvät. Tarvitaan lisätutkimuksia, jotta voidaan päättää, millä materiaaleilla on oikeat ominaisuudet, jotka sallivat kaiken autoista tehtaisiin hyödyntää tehokkaasti piilevän lämmönsiirron.