De overgangen tussen de vaste, vloeibare en gasvormige fasen van een materiaal brengen grote hoeveelheden energie met zich mee. De energie die nodig is voor de overgang staat bekend als latente warmteoverdracht. Onlangs hebben onderzoekers op het gebied van alternatieve energie gekeken naar manieren waarop deze latente warmteoverdracht kan worden gebruikt om energie op te slaan tot ze nodig zijn. Een studie van het Department of Energy (DOE) overweegt bijvoorbeeld of geconcentreerde zonne-energie gesmolten zout kan gebruiken voor thermische energieopslag.

Sensible Heat Transfer

Wanneer twee stoffen met verschillende temperaturen in de atmosfeer worden gebracht contact met elkaar, de stof met de hogere temperatuur draagt ​​warmte over aan de stof met de lagere temperatuur in een proces dat "verstandige warmteoverdracht" wordt genoemd. Als de zon bijvoorbeeld ondergaat, wordt de lucht kouder en kouder dan de grond. De grond brengt een deel van zijn warmte naar de lucht waardoor de grond kouder wordt en de lucht warmer wordt.

Latente warmteoverdracht

Op het punt waar een van de stoffen klaar is om te veranderen toestand of fasen (van vast naar vloeibaar, van vloeistof naar gas, enz.), wordt warmte overgedragen van de ene stof zonder een overeenkomstige temperatuurverschuiving in de andere substantie. Dit proces waarbij warmte wordt afgegeven of opgenomen zonder de temperatuur te veranderen, wordt 'latente warmteoverdracht' genoemd.

Types

De hoeveelheid warmte die aan een vloeistof moet worden toegevoegd om deze in een gas te veranderen (dat wil zeggen, water in stoom) wordt de "latente verdampingswarmte" genoemd, terwijl de hoeveelheid warmte die aan een vaste stof moet worden toegevoegd om deze in een vloeistof (van ijs tot water) te veranderen, de "latente warmte van fusie" is. De hoeveelheid energie die moet worden toegevoegd om de fase van één gram van een stof te veranderen, is veel groter dan de energie die nodig is om de temperatuur van één gram van dezelfde stof één graad Celsius te verhogen. De energie die nodig is om een ​​gram een ​​graad te verhogen, wordt de "specifieke warmte" van de stof genoemd. Water heeft een specifieke warmte van 1 calorie /gram ° C en een smeltwarmte van 79,7 cal /gram.

Overwegingen

Energie gaat niet verloren tijdens latente warmteoverdracht. Zo veroorzaakt het smelten van ijs dat latente warmte wordt geabsorbeerd. Wanneer water bevriest, wordt de latente warmte vrijgegeven. Als water verdampt, absorbeert het energie, maar wanneer water condenseert, wordt de energie vrijgegeven.

Voordelen

Veel alternatieve energiebronnen zijn beperkt omdat ze geen constante energieproductie kunnen bieden. Zonnegeneratoren produceren alleen als de zon schijnt en windturbines werken uiteraard alleen als de wind waait. Dit heeft geresulteerd in meer onderzoek naar goedkope en effectieve manieren om energie op te slaan tot het nodig is (bijvoorbeeld om overtollige zonne-energie op te slaan die op een zonnige dag wordt geproduceerd om 's nachts te worden gebruikt). Latente thermische warmte-energieopslag ( LHTES) systemen kunnen grote hoeveelheden energie opslaan en afvoeren naarmate stoffen smelten en stollen. Aanvullend onderzoek is nodig om te beslissen welke materialen de juiste kenmerken hebben die alles van auto's tot fabrieken mogelijk maken om effectief latente warmteoverdracht te gebruiken.