Sadržaj
Prijelazi između faza krute, tekuće i plinovite tvari uključuju velike količine energije. Energija potrebna za prijelaz poznata je kao latentni prijenos topline. Nedavno su istraživači alternativne energije tražili načine kako se ovaj latentni prijenos topline može upotrijebiti za pohranjivanje energije sve dok to nije potrebno. Na primjer, jedno istraživanje Ministarstva energetike (DOE) razmatra može li koncentrirana solarna energija koristiti otopljenu sol za skladištenje toplinske energije.
Osjetljiv prijenos topline
Kad se dvije tvari s različitim temperaturama međusobno dovode u dodir, tvar s višom temperaturom prenosi toplinu u tvar s nižom temperaturom u procesu nazvanom "osjetni prijenos topline". Na primjer, kad zađe sunce, zrak postaje hladniji i postaje hladniji od tla. Tlo prenosi dio svoje topline u zrak uzrokujući da zemlja postane hladnija, a zrak toplijim.
Latentni prijenos topline
U trenutku kada je jedna od tvari spremna promijeniti stanje ili faze (kruta u tekućina, tekućina u plin, itd.), Toplina se prenosi iz jedne tvari bez odgovarajućeg temperaturnog pomaka u drugoj tvari. Ovaj postupak odavanja ili apsorbiranja topline bez promjene temperature poznat je kao "latentni prijenos topline".
vrste
Količina topline koja se mora dodati tekućini da bi se pretvorila u plin (tj. Voda u paru) naziva se "latentna toplina isparavanja", dok količina topline koja mora biti dodana čvrstoj tvari da bi se promijenila u tekućina (led do vode) je "latentna toplina fuzije". Količina energije koja se mora dodati da bi se promijenila faza jednog grama neke tvari mnogo je veća od energije potrebne za podizanje temperature jednog grama iste tvari za jedan stupanj Celzijusa. Energija potrebna za podizanje grama jedan stupanj naziva se "specifičnom toplinom" tvari. Voda ima specifičnu toplinu od 1 kalorija / gram ° C, a toplina fuzije 79,7 kala / gram.
Razmatranja
Tijekom latentnog prijenosa topline energija se ne gubi. Na primjer, otapanje leda uzrokuje apsorpciju latentne topline. Kad se voda smrzne, oslobađa se latentna toplina. Slično tome, kada voda isparava, ona apsorbira energiju, ali kada se voda kondenzira, energija se oslobađa.
Prednosti
Mnogi su alternativni izvori energije ograničeni jer ne mogu osigurati stalnu proizvodnju energije. Solarni generatori proizvode samo kad sunce sja, a vjetroturbine očito rade samo kad vjetar puše. To je rezultiralo povećanim istraživanjem jeftinih i učinkovitih načina skladištenja energije dok je to potrebno (na primjer, skladištenja viška solarne električne energije proizvedene sunčanog dana koja će se koristiti tijekom noći).
Sustavi latentnog skladištenja toplinske energije (LHTES) mogu skladištiti i isprazniti velike količine energije dok se tvari tope i stvrdnjavaju. Potrebna su dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo koji materijali imaju prave karakteristike koje bi mogle omogućiti sve, od automobila do tvornica, da učinkovito koriste latentni prijenos topline.