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잠열 열에너지 저장(LHTES)

1761
  • Joseph Black
Thermal energy storage facility utilizing phase change materials for energy regulation.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

Latent heat thermal energy storage (LHTES) systems store thermal energy by utilizing the phase change of a material (PCM), such as melting from solid to liquid. Energy is stored at a nearly constant temperature during the phase transition. The amount of energy stored is the heat of fusion. This 방법 이는 현열 저장 방식보다 훨씬 높은 에너지 저장 밀도를 제공합니다.

LHTES는 물질이 물리적 상태를 변화시킬 때 잠열(예: 융해열 또는 기화열)이라고 알려진 많은 양의 에너지를 흡수하거나 방출한다는 원리를 활용합니다. 이 과정은 일정한 온도에서 발생합니다. PCM에 저장된 총 열량([latex]Q[/latex])은 현열과 잠열을 모두 포함합니다. [latex]Q = int_{T_i}^{T_m} m C_p[/latex] dT + m Delta H_m + int_{T_m}^{T_f} m C_p dT[/latex], 여기서 [latex]m[/latex]은 질량, [latex]C_p[/latex]는 비열, [latex]Delta H_m[/latex]은 융해열, [latex]T_m[/latex]은 융해온도입니다. 핵심적인 장점은 상전이점 주변의 좁은 온도 범위 내에서 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있다는 것입니다. PCM으로 사용되는 재료에는 파라핀 왁스, 염 수화물 및 지방산이 있습니다. PCM의 선택은 목표 작동 온도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 용융염은 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 집광형 태양열 고온 에너지 저장을 위한 집광형 태양열 발전소(CSP)에 사용되는 반면, 파라핀 기반 상변화 물질(PCM)은 수동식 난방 및 냉방을 위한 건축 자재에 사용됩니다. 저온 에너지 저장(LHTES)의 과제로는 많은 PCM의 낮은 열전도율로 인해 충전 및 방전 속도가 제한될 수 있다는 점, 부피 변화 및 장기 안정성 문제가 있습니다.

UNESCO Nomenclature: 3322
열역학

유형

화학 공정

분열

상당한

용법

널리 사용됨

전구체

  • 조셉 블랙의 잠열과 비열 발견
  • 열역학 법칙
  • 재료의 상전이에 대한 이해
  • 상변화 물질(PCM)의 생성 및 특성 분석을 위한 재료 과학 개발

응용 프로그램

  • 태양열 발전소
  • temperature regulation in buildings (e.g., phase change wallboards)
  • 전자 장치의 열 관리
  • 식품 운송용 냉장 보관 및 냉방 시설
  • 온도 안정화 섬유

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

  • microencapsulation of pcms to contain them and increase heat transfer surface area
  • composite pcms with graphite or metal foams to enhance thermal conductivity
  • shape-stabilized pcms that retain their form even in the liquid phase
  • multi-phase-change materials for storage over a wider temperature range
  • integration of pcms into concrete for thermally massive buildings
  • pcm slurries for heat transfer fluids
  • pcm-based thermal batteries for electric vehicles to manage cabin and battery temperature
  • smart textiles with embedded pcm microcapsules for personal thermal comfort
  • 극저온 energy storage using liquid air/nitrogen as a pcm
  • thermochemical storage systems as a more advanced alternative
Related to: latent heat, 열에너지 저장, 상변화 물질PCM, 융해열, 열역학, 태양열, 용융염, 에너지 밀도, 일정 온도.

역사적 맥락

잠열 열에너지 저장(LHTES)

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1700
1761
1807-01-01
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1788
1834
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(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

10년차 기념일

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