2021年2月17日
美国国家可再生能源实验室(NREL)的科学家们开发了一种简单的方法，可以更好地评估新型材料在家庭、办公室或其他建筑中按需存储或释放热量的潜力，从而更有效地管理建筑的能源使用。欧洲杯足球竞彩
他们的工作自然能源，提出了一种新的设计方法，该方法可以使建筑物的加热和冷却过程更易于管理、成本更低、效率更高，并更好地准备灵活管理可再生能源的电力，而可再生能源并不总是在最需要时提供电能。
这篇论文,相变储能的速率、能力和Ragone图该书由NREL的杰森·伍兹（Jason Woods）与合著者艾利森·马赫维（Allison Mahvi）、阿努拉格·戈亚尔（Anurag Goyal）、埃里克·科祖巴尔（Eric Kozubal）、威尔·奥杜科米亚（Wale Odukomiya）和罗德里克·杰克逊（Roderick Jackson）共同撰写。本文介绍了一种优化储热设备的新方法，该方法反映了用于电池的想法，有助于告知建筑物需要哪些新的储热材料，以及应如何使用这些材料设计设备。欧洲杯足球竞彩
通过将热能储存在新型材料中，直到以后可以使用，建筑的功能就像一个巨大的电池。欧洲杯足球竞彩一个例子是热泵。虽然最初需要电力来产生和储存热量，但稍后就会使用这些热量，而不需要额外的电力。
在另一个例子中，一些材料具有相变的能力，比如可以从欧洲杯足球竞彩固体转变为液体的冰。当冰融化时，它从工作流体中吸收能量并冷却，然后可用于冷却建筑空间。因为相变发生在一个几乎恒定的温度下，所以有用的能量可以在一个稳定的温度下提供或储存更长的时间。热能储存通常非常“往返”节能。
作者发现，通常用于描述电池特性的Ragone图也能很好地描述各种候选热存储设备的潜在有效性。Ragone图显示了一个装置能储存多少能量和它的放电功率，或者装置能释放能量的速度之间的折衷。这种基本方法使得比较不同的储热材料或设备改进更容易评估。它是确定目标的起点，也是开发新型储热材料和装置的有用设计工具，可作为新型替代储能选择。欧洲杯足球竞彩
“这个Ragone框架根据特定应用的功率和能源需求，确保了蓄热材料和设备的成本效益设计。”欧洲杯足球竞彩NREL的高级研究工程师、新发表论文的主要作者杰森·伍兹说。
NREL的博士后研究员Mahvi说，另一个优势是可以采用减轻电网停电的技术。“大多数高峰用电需求——尤其是在你可能会看到停电的夏季——都是由空调驱动的。如果你能将这种需求转移到一天中的其他时间，你就可以帮助缓解电网的压力，保持电网的正常运行，同时也让人们在室内感到舒适。”
“随着现场发电、电动汽车充电以及蓄热与电池的结合，蓄热系统需要变得更加灵活和适应性强。”伍兹说。“这种灵活性的一部分需要更高的功率，但正如本出版物所强调的，这种更高的功率是以可用能源为代价的。”
热能储存的使用方式将影响其性能。科学家们需要考虑的问题是，储存的能量如何才能最好地用于保持建筑居住者的舒适，或者用于不同的应用，比如保持电子设备在安全的温度下。2020欧洲杯下注官网
“哪一个最适合我和我的申请将取决于要求是什么。我需要储存多少，又需要以多快的速度排出——”马赫维说。“这个框架将允许我们优化热存储系统，从材料到组件规模，以增加功率密度，同时仍然访问尽可能多的可用容量。这将产生更高效的设备，可用于更广泛的应用。”
研究人员开发了一个计算机模型，以了解这些蓄热设备的各种设计权衡，包括需要高功率（快速释放能量）和低功率（缓慢释放能量）的设备。他们还制作了一个相变蓄热装置的原型，在实践中说明了这种能量平衡。
美国能源部能效和可再生能源办公室的建筑技术办公室资助了这项研究。
来源:http://www.nrel.gov