Prijelazi između krute, tekuće i plinovite faze materijala uključuju velike količine energije. Energija potrebna za prijelaz poznata je kao latentni prijenos topline. U posljednje vrijeme istraživači alternativne energije istražuju načine kako se taj latentni prijenos topline može koristiti za pohranu energije dok ne zatreba. Na primjer, jedno istraživanje Odjela za energetiku (DOE) razmatra može li koncentrirana solarna energija koristiti rastopljenu sol za skladištenje toplinske energije.
Osjetljiv prijenos topline
Kada se dvije tvari s različitim temperaturama dovedu u kontakt jedna s drugom, tvar s višom temperaturom prenosi toplinu na tvar s nižom temperaturom u procesu koji se naziva "osjetni prijenos topline". Na primjer, kad sunce zađe, zrak postaje hladniji i hladniji od zraka tlo. Zemlja prenosi dio svoje topline u zrak uzrokujući da zemlja postane hladnija, a zrak topliji.
Latentni prijenos topline
Na mjestu gdje je jedna od tvari spremna za promjenu stanja ili faza (kruto u tekuće, tekuće u plinsko, itd.), toplina se prenosi iz jedne tvari bez odgovarajućeg temperaturnog pomaka u drugoj supstancija. Ovaj postupak ispuštanja ili apsorpcije topline bez promjene temperature poznat je pod nazivom "latentni prijenos topline".
Vrste
Količina topline koja se mora dodati tekućini da bi se promijenila u plin (tj. Voda u paru) naziva se "latentna toplina isparavanja", dok Količina topline koja se mora dodati krutini da bi se promijenila u tekućinu (led u vodu) je "latentna toplina fuzije". Količina energije koja se mora dodati za promjenu faze jednog grama tvari mnogo je veća od energije potrebne za povišenje temperature jednog grama iste tvari za jedan stupanj Celzija. Energija potrebna za podizanje grama za jedan stupanj naziva se "specifična toplina" tvari. Voda ima specifičnu toplinu od 1 kalorije / gram ° C i toplinu topljenja od 79,7 cal / gram.
Razmatranja
Energija se ne gubi tijekom latentnog prijenosa topline. Na primjer, otapanje leda uzrokuje apsorpciju latentne topline. Kada voda se smrzava, oslobađa se latentna toplina. Slično tome, kada voda isparava, apsorbira energiju, ali kad se voda kondenzira, energija se oslobađa.
Prednosti
Mnogi su alternativni izvori energije ograničeni jer ne mogu osigurati stalnu proizvodnju energije. Solarni generatori proizvode samo kad sunce sja, a vjetroturbine očito rade samo kad puše vjetar. To je rezultiralo povećanim istraživanjem jeftinih i učinkovitih načina za pohranu energije do potrebno (na primjer, za spremanje viška sunčeve električne energije proizvedene sunčanim danom koja će se koristiti tijekom noć).
Sustavi za pohranu toplinske energije s latentnom toplinom (LHTES) mogu skladištiti i ispuštati velike količine energije dok se tvari tope i skrutnu. Potrebna su dodatna istraživanja kako bi se odlučilo koji materijali imaju prave karakteristike koje bi mogle omogućiti sve, od automobila do tvornica, da učinkovito koriste latentni prijenos topline.