Преходите между твърдата, течната и газообразната фаза на материала включват големи количества енергия. Енергията, необходима за прехода, е известна като латентен топлопренос. Наскоро изследователите на алтернативната енергия търсят начини, по които този латентен топлопренос може да се използва за съхранение на енергия, докато не е необходимо. Например едно проучване на Министерството на енергетиката (DOE) разглежда дали концентрираната слънчева енергия може да използва разтопена сол за съхранение на топлинна енергия.
Значителен топлопренос
Когато две вещества с различни температури влязат в контакт помежду си, веществото с по-висока температура предава топлината към вещество с по-ниска температура в процес, наречен „разумен пренос на топлина“. Например, когато слънцето залезе, въздухът става по-студен и става по-хладен от земя. Земята пренася част от топлината си във въздуха, което кара земята да се охлади и въздухът да се затопли.
Пренос на латентна топлина
В точката, в която едно от веществата е готово да промени състоянието или фазите (твърдо в течно, течно в газово, и т.н.), топлината се прехвърля от едно вещество без съответно изменение на температурата в другото вещество. Този процес на отделяне или абсорбиране на топлина без промяна на температурата е известен като „латентен топлопренос“.
Видове
Количеството топлина, което трябва да се добави към течността, за да се превърне в газ (т.е. вода в пара), се нарича "латентна топлина на изпаряване", докато Количеството топлина, което трябва да се добави към твърдото вещество, за да се превърне в течност (лед във вода), е „латентната топлина на синтез“. Количеството енергия, което трябва да се добави да се промени фазата на един грам вещество е много по-голяма от енергията, необходима за повишаване на температурата на един грам от същото вещество с една степен Целзий. Енергията, необходима за повишаване на грам с една степен, се нарича "специфична топлина" на веществото. Водата има специфична топлина от 1 калория / грам ° C и топлина на топене от 79,7 кал / грам.
Съображения
Енергията не се губи по време на латентен топлообмен. Например, топенето на лед води до абсорбиране на латентна топлина. Кога водата замръзва, латентната топлина се освобождава. По същия начин, когато водата се изпарява, тя абсорбира енергия, но когато водата кондензира, енергията се освобождава.
Ползи
Много алтернативни енергийни източници са ограничени, тъй като не могат да осигурят постоянно производство на енергия. Слънчевите генератори произвеждат само когато грее слънце, а вятърните турбини очевидно работят само когато духа вятър. Това доведе до засилено изследване на евтини и ефективни начини за съхраняване на енергията до необходими (например за съхраняване на излишната слънчева електроенергия, произведена в слънчев ден, за да се използва по време на нощ).
Системите за съхранение на топлинна енергия с латентна топлина (LHTES) могат да съхраняват и изхвърлят големи количества енергия, тъй като веществата се топят и втвърдяват. Необходими са допълнителни изследвания, за да се реши кои материали имат правилните характеристики, които биха могли да позволят на всичко, от автомобилите до фабриките, ефективно да използват латентния топлопренос.