Magazynowanie energii słonecznej przy pomocy parafiny
PCM przechowują energię przemiany fazowej z ciała stałego w ciecz i uwalniają tę energię w odwróconej przemianie fazowej z cieczy do ciała stałego. Po osiągnięciu temperatury przemiany, materiał w dalszym ciągu absorbuje duże ilości ciepła w prawie stałej temperaturze. Zjawisko to występuje pod nazwą ciepła utajonego przemiany. W finansowanym przez UE projekcie ENTAS (Enhancing thermal properties of PCM using nano materials), naukowcy zbadali nowatorskie PCM kompozytowe o lepszych właściwościach termofizycznych. Dokładnie zbadano kilka materiałów kompozytowych, w tym parafinę i kwas laurynowy zmieszany z dwoma rodzajami grafitu ekspandowanego. Z uwagi na przemianę fazową parafina jest odpowiednia do akumulowania energii termicznej i dostarczania gorącej wody i ogrzewania przestrzeni. Naukowcy skupili się na przeprowadzeniu analiz mikrostrukturalnych i morfologicznych parafiny PCM z różnymi stężeniami dodatków węglowych. Wyniki pomogły naukowcom ustalić związek pomiędzy strukturą a właściwościami termofizycznymi kompozytów PCM. Z użyciem techniki termoanalitycznej zespół zmierzył ciepło utajone kompozytów PCM. Wykorzystując spektroskopię w podczerwieni, naukowcy realizujący projekt ENTAS przeanalizowali również, w jaki sposób rozmieszczenie oraz stężenie wpływają na właściwości cieplne takie jak przewodność cieplna. Naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali międzycząsteczkową interakcję pomiędzy parafiną a jednym z rodzajów grafitu ekspandowanego, który według nich odpowiada za znacznie węższy zakres temperatury w okolicy ich temperatury przemiany fazowej. Praca w bardzo wąskich przedziałach temperatury ma korzystny wpływ na magazynowanie ciepła utajonego wraz ze wzrostem gęstości magazynowania. Kompozyty PCM absorbujące duże ilości energii oraz posiadające dużą pojemność magazynowania umożliwiają stworzenie kompaktowych systemów, które magazynują energię w postaci ciepła utajonego. Magazynowanie energii może pomóc lepiej wykorzystywać energię odnawialną w układach elektrycznych, ponieważ może zapewnić bilans dostaw i zapotrzebowania na energię; wyprodukowana energia jest przechowywana, gdy warunki sprzyjają wytwarzaniu energii odnawialnej, ale zapotrzebowanie jest niskie.
Słowa kluczowe
Energia słoneczna, parafina, materiały zmiennofazowe, ciepło utajone, ENTAS
