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Stockage d'énergie thermique à chaleur latente (LHTES)

1761
  • Joseph Black
Installation de stockage d'énergie thermique utilisant des matériaux à changement de phase pour la régulation de l'énergie.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

chaleur latente stockage d'énergie thermique Les systèmes de stockage d'énergie thermique latente (LHTES) stockent l'énergie thermique en exploitant le changement de phase d'un matériau à changement de phase (MCP), comme la fusion de l'état solide à l'état liquide. L'énergie est stockée à une température quasi constante pendant la transition de phase. La quantité d'énergie stockée correspond à la chaleur de fusion. méthode offre une densité de stockage d'énergie bien supérieure à celle du stockage de chaleur sensible.

LHTES leverages the principle that a substance absorbs or releases a large amount of energy, known as latent heat (e.g., heat of fusion or vaporization), when it changes its physical state. This process occurs at a constant temperature. The total heat stored ([latex]Q[/latex]) in a PCM includes both sensible heat and latent heat: [latex]Q = int_{T_i}^{T_m} m C_p dT + m Delta H_m + int_{T_m}^{T_f} m C_p dT[/latex], where [latex]m[/latex] is the mass, [latex]C_p[/latex] is the specific heat capacity, [latex]Delta H_m[/latex] is the latent heat of fusion, and [latex]T_m[/latex] is the melting temperature. The key advantage is the high energy density within a small temperature range around the phase transition point. Materials used as PCMs include paraffin waxes, salt hydrates, and fatty acids. The choice of PCM depends on the target operating temperature. For example, molten salts are used in concentrated solar power (CSP) plants for high-temperature storage, while paraffin-based PCMs are used in building materials for passive heating and cooling. Challenges in LHTES include the low thermal conductivity of many PCMs, which can limit charging and discharging rates, and issues with volume change and long-term stability.

UNESCO Nomenclature: 3322
– Thermodynamique

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Découverte par Joseph Black de la chaleur latente et de la chaleur spécifique
  • les lois de la thermodynamique
  • compréhension des transitions de phase dans les matériaux
  • développement de la science des matériaux pour la création et la caractérisation des PCM

Applications

  • centrales solaires thermiques
  • régulation de la température dans les bâtiments (par exemple, panneaux muraux à changement de phase)
  • gestion thermique de l'électronique
  • entrepôt frigorifique pour le transport des aliments et la climatisation
  • textiles thermostabilisés

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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En rapport avec : chaleur latente, stockage de l'énergie thermique, matériau à changement de phase, MCP, chaleur de fusion, thermodynamique, solaire thermique, sel fondu, densité d'énergie, température constante.

Contexte historique

Stockage d'énergie thermique à chaleur latente (LHTES)

-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
-250
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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