هل يمكن لمواد تخزين الطاقة التي تتغير في المراحل أن تجعل المباني أقل كربونية؟

تخزين طاقة التغيير المرحلي هو تقنية جديدة لتخزين الطاقة.يمكن لمواد تخزين الطاقة من خلال تغيير المراحل أن تقلل من استهلاك الطاقة في المباني وتحسين الراحة البيئية في الأماكن المغلقة من خلال الجمع العضوي مع المباني، ولكن أيضا استخدام الطاقة المتجددة على نطاق واسع وتحسين معدل استخدام الطاقة الأحفورية.

المكونات الخام الكاربيد الكالسيوم لديها توافق جيد مع Na2CO3،والتي يمكن أن تحل محل مواد الهيكل العظمي الطبيعية التقليدية لتوليف Na2CO3 / كربيد الكالسيوم الخث المركب لتغيير المرحلة مواد تخزين الحرارة، واسترداد الموارد على نطاق واسع واستغلال خامات كربيد الكالسيوم ، لتحقيق إعداد منخفض الكربون ومنخفض التكلفة للمواد المركبة لتخزين الحرارة في التغير المرحلي.

بدأت هذه الصناعة بفترة ذهبية من التنمية:

المباني منخفضة الطاقة تحتاج ليس فقط لتحسين مستوى العزل، ولكن أيضا تحتاج إلى زيادة قدرة تخزين الطاقة من المبنى.العزل الحراري وقدرة تخزين الحرارة ضعيفة، مما يؤدي في فصل الشتاء البارد والصيف الحار، في حين أن أداء العزل الحراري للمبنى يتحسن، فإن المبنى ليس لديه قدرة تخزين الحرارة،فقدت تبادل الحرارة مع الطاقة الطبيعية، وتضيع الطاقة الطبيعية المجانية. من أجل حل هذه المشكلة، يجب تحسين قدرة المباني على تخزين الحرارة.

المباني الحالية هي في الأساس مبان خفيفة الوزن ذات عجز حراري منخفض وقدرة تخزين حراري ضعيفة. من أجل تحسين القدرة على تخزين الحرارة للمباني،من المستحيل استخدام جدران الأرض مثل المباني القديمة في الماضييمكن تحسين قدرة المباني على تخزين الحرارة عن طريق إضافة مواد تغيير المراحل، والتي لديها قدرة قوية على تخزين الحرارة وكثافة عالية لتخزين الحرارة لكل وحدة من الحجم.

ويمكن أن تستخدم كمية أقل من مواد تغيير المراحل لتلبية متطلبات تخزين الحرارة للمباني.الخرسانة التي تتغير في المرحلة، والخرسانة تغيير المرحلة، الأرضية تغيير المرحلة، الخ، سيتم تطويرها بقوة.

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 الصحية للصناعة.

بسبب عدم وجود معايير تقنية ذات صلة، هناك العديد من القيود والمضايقات في إنتاج وتطبيق مواد تخزين الطاقة مع تغيير المراحل،مواد بناء تغيير المراحلثانيًا، فإن دعم سياسة تخزين الطاقة الوطنية منخفض. دورة تطوير التكنولوجيات الجديدة، وخاصة الطاقة الجديدة، طويلة نسبيًا بشكل عام.وفي المرحلة الأولى من التطور، فإنه يحتاج عادة 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. وضع 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 تغيير المراحل في المباني ، ومواصلة حل مشاكل الاستقرار ،السلامة والمتانة في التطبيقات على نطاق واسعفي 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)