ذخیره سازی انرژی حرارتی

ذخیره سازی انرژی حرارتی (TES) ذخیره یا آزاد سازی موقت گرما است.

·         حرارت محسوس

ذخیره انرژی با حرارت محسوس یکی از روش‌های رایج ذخیره انرژی حرارتی است. در این روش، انرژی حرارتی با افزایش دمای یک ماده ذخیره می‌شود. برخلاف ذخیره انرژی با گرمای نهان که در آن تغییر فاز ماده نقش اصلی را دارد، در اینجا تغییر دمای ماده بدون تغییر فاز، انرژی را در خود ذخیره می‌کند.

وقتی به یک ماده گرما می‌دهیم، دمای آن افزایش می‌یابد. این افزایش دما نشان‌دهنده افزایش انرژی داخلی ماده است. در ذخیره سازی با حرارت محسوس، این انرژی اضافی در ماده ذخیره شده و در زمان نیاز آزاد می‌شود. برای مثال، آب گرم شده در یک مخزن، انرژی حرارتی را به صورت حرارت محسوس ذخیره می‌کند.

مزایا:

-          سادگی: سیستم‌های ذخیره سازی با حرارت محسوس معمولاً ساده‌تر و ارزان‌تر از سیستم‌های ذخیره سازی با گرمای نهان هستند.

-          مواد متنوع: می‌توان از طیف وسیعی از مواد مانند آب، سنگ، فلزات و برخی سیالات دیگر برای ذخیره سازی حرارت محسوس استفاده کرد.

-          کنترل دمایی: با کنترل دمای ماده ذخیره کننده، می‌توان به راحتی انرژی را ذخیره و آزاد کرد.

محدودیت ها:

-          چگالی انرژی پایین‌تر: نسبت به ذخیره سازی با گرمای نهان، چگالی انرژی ذخیره شده در حرارت محسوس کمتر است. به عبارت دیگر، برای ذخیره مقدار مشخصی انرژی، به حجم بیشتری از ماده نیاز است.

-          اتلاف حرارتی: حفظ دمای ماده ذخیره شده به عایق‌بندی مناسب نیاز دارد تا از اتلاف حرارتی جلوگیری شود.

کاربردها:

-          سیستم‌های گرمایشی: ذخیره آب گرم برای استفاده در سیستم‌های گرمایشی ساختمان‌ها.

-          صنعت: ذخیره حرارت در فرآیندهای صنعتی مانند ذوب فلزات.

-          انرژی خورشیدی: ذخیره حرارت جمع‌آوری شده از خورشید برای استفاده در شب.

مواد مورد استفاده:

-          آب: رایج‌ترین ماده برای ذخیره حرارت محسوس به دلیل ظرفیت گرمایی بالا و در دسترس بودن فراوان است.

-          سنگ و بتن: به دلیل ظرفیت گرمایی بالا و هزینه پایین، در ساختمان‌ها برای ذخیره حرارت استفاده می‌شوند.

-          فلزات: فلزاتی مانند آهن و آلومینیوم به دلیل هدایت حرارتی بالا، در برخی کاربردهای خاص استفاده می‌شوند.

-          روغن‌ها و نمک‌های مذاب: در دمای بالا برای ذخیره حرارت استفاده می‌شوند.