هل يمكن للمواد المستخدمة في تحويل المراحل أن تجعل المباني أقل كربونية؟

"تخزين طاقة تغيير المرحلة هو نوع جديد من تخزين الطاقة.يمكن لمواد تخزين الطاقة التي تتغير في المرحلة أن تقلل من استهلاك الطاقة في المباني وتحسين الراحة البيئية في المنازل من خلال الجمع العضوي مع المباني، ولكن أيضا استخدام واسع من الطاقة المتجددة وتحسين معدل استخدام الطاقة الأحفورية.مدير مكتب أبحاث تخزين الطاقة في معهد أبحاث مواد البناء الصيني ومهندس كبير على مستوى الأستاذ، أشار مؤخرا في مقابلة مع مراسل من الصين مواد البناء الأخبار التي مقارنة مع طرق تخزين الطاقة الأخرى،تخزين طاقة تغيير المرحلة له مزايا كثافة تخزين الطاقة العالية، حجم صغير، التحكم في درجة الحرارة الثابتة، تأثير كبير في توفير الطاقة، مجموعة واسعة من اختيار درجة حرارة تغيير المرحلة، وسهلة التحكم،ولها قيمة تطبيق مهمة وآفاق تنمية واسعة في العديد من المجالات.

يحتوي مكون كربيد الكالسيوم على الصخور على توافق جيد مع Na2CO3،والتي يمكن أن تحل محل المواد العظمية الطبيعية التقليدية لتوليف Na2CO3 / كربيد الكالسيوم الخردة مواد التخزين الحرارية المركبة تغيير المرحلة، وإعادة تدوير الموارد على نطاق واسع من خامات كربيد الكالسيوم لتحقيق تحضير منخفض الكربون ومنخفض التكلفة للمواد المركبة لتخزين حرارة التغير في المرحلة.

بدأت هذه الصناعة بفترة ذهبية من التنمية

"في الوقت الحاضر، الدولة تدعم بقوة استخدام الطاقة النظيفة وتعزيز المباني منخفضة الطاقة،والتي قدمت فرصة ذهبية لتطوير صناعة تخزين الطاقةوأشار لي هايجيان إلى أنه في الدعوة لاستخدام الطاقة النظيفة والطاقة المتجددة،تُكثّف البلاد جهودها للسيطرة على التلوث استجابةً للمشكلة الخطيرة المتزايدة للتلوث الأحفوري.

منذ عام 2015، سرعت المقاطعات الشمالية في تنفيذ مشاريع الكهرباء من الفحم استجابة لمشكلة تلوث التدفئة في فصل الشتاء.لقد تم حل مشكلة التلوث في موسم التدفئة الشمالي إلى حد كبير، ولكن لا تزال هناك العديد من المشاكل. واحدة من المشاكل هي أنه بعد الفحم إلى الكهرباء، ارتفعت تكلفة التدفئة للناس بشكل حاد.من أجل تشجيع الناس على استخدام كهرباء الوادي الرخيصةكما تنص الإدارات المعنية على ضرورة استخدام التدفئة الكهربائية لتخزين الطاقة. وهذا يوفر فرصة كبيرة لتطوير مواد تغيير المراحل.

من حيث بناء المباني منخفضة الطاقة، يعتقد لي هايجيان أن المباني منخفضة الطاقة لا تحتاج فقط إلى تحسين مستوى العزل، ولكن أيضا زيادة قدرة التخزين من الطاقة للمبنى.الآن المبنى هو في الغالب هيكل خرساني، مقارنة مع المبنى القديم من الجدران الطينية ، فإن قدرة الحفاظ على الحرارة وتخزين الحرارة ضعيفة ، مما يؤدي إلى البرد في فصل الشتاء وأكثر سخونة في فصل الصيف ،ويتم تحسين العزل الحراري للمبنى، المبنى ليس لديه قدرة تخزين، يفقد تبادل الحرارة مع الطاقة الطبيعية، والطاقة الطبيعية الحرة يتم إهدارها.يجب تحسين قدرة التخزين الحراري للمبنى.

"المباني الحالية هي في الأساس المباني خفيفة الوزن، والحمل الحراري منخفضة، ضعيفة سعة تخزين الحرارة، من أجل تحسين سعة تخزين الحرارة في المبنى،من المستحيل تبني الجدار الأرضي مثل المبنى القديم في الماضي، يمكن تحسين قدرة التخزين الحراري للمبنى عن طريق إضافة مواد تغيير المرحلة، وقدرة التخزين الحراري لمواد تغيير المرحلة قوية،كثافة تخزين الحرارة لكل وحدة حجما مرتفعة، ويمكن تلبية متطلبات تخزين الحرارة للمبنى مع كمية أقل من مواد تغيير المراحل.

سوف تظهر القدرة على تخزين الحرارة لمواد البناء التي تتغير في المرحلة مزايا قوية ، وسيتم تطوير الخرسانة التي تتغير في المرحلة ، والخرسانة التي تتغير في المرحلة ، والأرضيات التي تتغير في المرحلة ، إلخ.عندما نتحدث عن تطوير الصناعةقال لي هايجيان

يمكن أن يقلل من استهلاك الطاقة للمباني

ووفقاً لمراسل صحيفة China Building Materials News، هناك طريقتان رئيسيتان لاستخدام مواد تخزين الطاقة في المباني: الأولى هي "التطبيق السلبي".يتم خلط مواد تغيير المراحل مع مواد البناء التقليدية لجعل مواد البناء تغيير المراحل، زيادة الجودة الحرارية للجدار، واستخدامها كمادة تخزين الطاقة "السلبية"،تعتمد على تغير درجة حرارة الغرفة أو تلقي حرارة الإشعاع الشمسي وطرق أخرى لاستيعاب الحرارة / إطلاقها بشكل سلبي، تخزين الحرارة لنفس حجم مواد البناء تغيير المرحلة هو عدة مرات إلى عشرات المرات من مواد البناء العادية،ويتم تحقيق متطلبات تخزين الحرارة دون زيادة الحمل الكلي للمبنى.

وتشمل مواد بناء تغيير المراحل بشكل رئيسي ألواح الجبس لتغيير المراحل، والخرسانة لتغيير المراحل، والخرسانة لتغيير المراحل، والتغليف لتغيير المراحل، والألواح الحائطية لتغيير المراحل،أرضية أو سقف تخزين الطاقة من خلال تغيير المراحلفي الوقت الحاضر ، تم استخدام مواد البناء التي تتغير في المرحلة على نطاق واسع في الحفاظ على الطاقة في المباني ولديها آفاق تنمية جيدة.

والآخر هو "التطبيق النشط" مواد تغيير المرحلة يتم دمجها مع التدفئة الشمسية، التدفئة الكهربائية، التدفئة الأرضية، تكييف الهواء،التهوية والتبريد وغيرها من المعدات لتصبح جسم تخزين الطاقة "فعال"، والتي يمكن ضبطها وتحكمها بشكل نشط من خلال أجهزة تبادل الحرارة ووسائط تبادل الحرارة ، مثل مجامعات حرارة التغيير المرحلي ، صناديق تخزين حرارة التغيير المرحلي ،أنظمة تسخين تغيير المراحل، إلخ

بشكل عام the slow development of phase change energy storage building materials or component products at home and abroad may be caused by the relatively high cost of phase change building materials and the low degree of integration with existing building design." قدم لي هايجيان أن الشركات ذات الصلة والمؤسسات البحثية في الداخل والخارج تحاول تعزيز التنمية الموجهة نحو السوق لمواد البناء التي تتغير في المراحل،مثل وضع طرق حساب ومعايير تتعلق بمؤشرات توفير الطاقة الحالية لتعزيز تطوير الصناعة.

وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تبدأ شركات مواد البناء التي تتغير في المرحلة أيضًا من تصميم المباني المنخفضة استهلاك الطاقة ، للتغلب على دمج تصميم المباني القائمة ،مثل مواد تغيير المرحلة المصنوعة من بطانيات تغيير المرحلة، بلاط تغيير المرحلة لهيكل غلاف المبنى، نموذج الطلب مرن، والبناء سريع وسهل إعادة تدوير، وتصنع مواد تغيير المرحلة في أكياس تغيير المرحلة،ومن ثم يتم دمجها مع لوح العزل لإعداد لوحة عزل متكاملة تغيير المرحلة، وهو أيضا ابتكار جيد.

أشار لي هايجيان إلى أن في صناعة التدفئة والتبريد، سرعة تطوير تخزين الطاقة تغير المرحلة سريعة نسبيا،هناك بالفعل شركات في الداخل والخارج متخصصة في عمل الأسواق ذات الصلة، هذه الشركات متكاملة بشكل أساسي مع الأعمال التجارية الأساسية القائمة، وتقوم أعمالها الأصلية بشكل رئيسي في صناعة التدفئة أو التبريد،إضافة عناصر تخزين طاقة تغيير المراحل يمكن أن تحسن من كفاءة النظام الأصلي، خفض تكلفة تشغيل النظام، وخاصة تخزين الطاقة المتجددة، ونقل الطاقة من طاقة الوادي، نظام تخزين الطاقة لديها مزايا أكثر،كوسيلة فعالة لتخزين الطاقة، تخزين طاقة التغيير في المرحلة يفضل بشكل متزايد من قبل الشركات.

التنمية المستقبلية تحتاج إلى اتخاذ تدابير متعددة في نفس الوقت

"في هذه المرحلة، ارتفاع تكلفة المواد،وأصبحت سياسات التخزين الضخمة والاقتصادية السيئة للمباني، عوامل مهمة تحد من مزيد من التنمية وتعزيز تخزين الطاقة في المباني.وأشار لي هايجيان إلى أن هناك مشاكل لا تزال قائمة في تطوير مواد تخزين الطاقة المتغيرة في المراحل: أولاً، النظام القياسي ليس مثالياً.

المعايير هي أساس صناعة التكنولوجيا، وهي أيضا عامل مهم لدعم التنمية السليمة للصناعة.بسبب عدم وجود معايير تقنية ذات صلة، هناك العديد من القيود والإزعاجات في إنتاج وتطبيق مواد تخزين الطاقة لتغيير المراحل، ومواد البناء لتغيير المراحل، وأنظمة أجهزة تغيير المراحل.دعم سياسة تخزين الطاقة الوطنية منخفضدورة تطوير التكنولوجيات الجديدة، وخاصة الطاقة الجديدة، طويلة نسبياً، وفي المرحلة الأولى من التطوير،يحتاج عادةً إلى دعم السياسة الصناعية للبلد.

على الرغم من أن الحزب والدولة يضعان أهمية كبيرة لتطوير صناعة تخزين الطاقة، فإن سياسات دعم صناعة تخزين الطاقة غير كافية،وهناك نقص في تدابير تنفيذ مفصلة، مثل خريطة طريق لتطوير التكنولوجيا، وتوجيهات التنمية الصناعية، وسياسات الحوافز ذات الصلة، وتقاسم التكاليف والفوائد وأساليب المحاسبة، الخ.وتطور صناعة تخزين الطاقة بطيء نسبيا.

من أجل تحقيق تطوير عالي الجودة لمواد تخزين الطاقة من خلال تغيير المراحل،اقترح لي هايجيان أن يكون الأول هو صياغة معايير تغيير المراحل الوطنية ومواصفات الهندسة لدعم تطوير مواد تخزين طاقة تغيير المراحل.

صياغة ونشر المعايير التقنية والإجراءات وأساليب البناء والأطلسات العامة لتكنولوجيا تخزين الطاقة في المباني ومعدات المنتجات في الوقت المناسب.تعزيز الدعاية، تنفيذ ومراقبة المعايير،وتوفير أساس علمي قوي ودعم فني قوي لتوحيد وتوجيه تطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة في المباني (تخزين الطاقة)والثاني هو تحسين المواد الرئيسية وعمليات التصنيع وكفاءة تحويل الطاقة لتخزين الطاقة في مرحلة تغيير المباني، ومواصلة حل مشاكل الاستقرار.السلامة والمتانة في التطبيقات على نطاق واسع.

في الوقت الحاضر، معظم تكنولوجيا تخزين الطاقة مع تغيير المراحل هي في أيدي معاهد البحوث العلمية والباحثين الجامعيين،من أجل تحسين معدل تحويل إنجازات البحث العلمي، تقييم تأثير التطبيق العملي وكفاءة التطبيق على المدى الطويل، وتوفير بيانات المراقبة لتحسين عرض التطبيق على نطاق واسع.

(تم نشر هذه المقالة لأول مرة في الطبعة السادسة من أخبار مواد البناء الصينية في 19 ديسمبر)