Czy materiały z przemianami fazowymi mogą uczynić budynki niskoemisyjnymi?
2024-07-25
Magazynowanie energii poprzez zmianę fazy to nowy rodzaj magazynowania energii. Jako klasa wydajnych materiałów do magazynowania energii, materiały do magazynowania energii poprzez zmianę fazy mogą nie tylko zmniejszyć zużycie energii w budynkach i poprawić komfort środowiska wewnętrznego poprzez organiczne połączenie z budynkami, ale także szeroko wykorzystywać energię odnawialną i poprawiać wskaźnik wykorzystania energii kopalnej. Li Haijian, dyrektor Biura Badań nad Magazynowaniem Energii Zmiany Fazy Chińskiego Instytutu Badań Materiałów Budowlanych i starszy inżynier na poziomie profesora, zauważył niedawno w wywiadzie dla reportera China Building Materials News, że w porównaniu z innymi metodami magazynowania energii, magazynowanie energii poprzez zmianę fazy ma zalety wysokiej gęstości magazynowania energii, małych rozmiarów, stałej kontroli temperatury, znacznego efektu oszczędności energii, szerokiego zakresu wyboru temperatury zmiany fazy i łatwej kontroli, a także ma ważne wartości użytkowe i szerokie perspektywy rozwoju w wielu dziedzinach.
Skład żużla karbidu wapnia ma dobrą kompatybilność z Na2CO3, co może zastąpić tradycyjny naturalny materiał szkieletowy do syntezy kompozytowych materiałów do magazynowania ciepła Na2CO3/żużel karbidu wapnia poprzez zmianę fazy, a także realizować wielkoskalowy recykling żużla karbidu wapnia w celu realizacji niskoemisyjnego i niskokosztowego przygotowania kompozytowych materiałów do magazynowania ciepła poprzez zmianę fazy.
Branża wkroczyła w złoty okres rozwoju
„Obecnie kraj gorąco popiera wykorzystanie czystej energii i promocję niskoenergetycznych budynków, co zapoczątkowało złotą szansę dla rozwoju branży magazynowania energii poprzez zmianę fazy.” Li Haijian zauważył, że popierając wykorzystanie czystej energii i energii odnawialnej, kraj wzmaga wysiłki w celu kontroli zanieczyszczeń w odpowiedzi na coraz poważniejszy problem zanieczyszczeń kopalnych.
Od 2015 roku prowincje północne przyspieszyły wdrażanie projektów zamiany węgla na energię elektryczną w odpowiedzi na problem zanieczyszczeń związanych z ogrzewaniem zimowym. Wraz z postępem tych projektów problem zanieczyszczeń w sezonie grzewczym na północy został w dużej mierze rozwiązany, ale wciąż pozostaje wiele problemów. Jednym z problemów jest to, że po zamianie węgla na energię elektryczną koszty ogrzewania ludności gwałtownie wzrosły. Aby zachęcić ludzi do intensywnego korzystania z taniej energii elektrycznej w dolinach, odpowiednie departamenty stanowią również, że należy stosować ogrzewanie elektryczne z magazynowaniem energii. Daje to wspaniałą okazję do rozwoju materiałów zmiennofazowych.
Jeśli chodzi o budowę niskoenergetycznych budynków, Li Haijian uważa, że niskoenergetyczne budynki muszą nie tylko poprawić poziom izolacji, ale także zwiększyć pojemność magazynowania energii w budynku. Obecnie budynek to w większości konstrukcja betonowa, w porównaniu ze starym budynkiem z glinianych ścian, zdolność do zachowania ciepła i magazynowania ciepła jest słaba, co powoduje, że zimą jest zimniej, a latem goręcej, a izolacja termiczna budynku jest poprawiona, budynek nie ma pojemności magazynowej, traci wymianę ciepła z energią naturalną, a darmowa energia naturalna jest marnowana. Aby rozwiązać ten problem, należy poprawić pojemność magazynowania ciepła w budynku.
„Obecne budynki to w zasadzie budynki lekkie, o niskiej bezwładności cieplnej, słabej pojemności magazynowania ciepła, aby poprawić pojemność magazynowania ciepła w budynku, nie można przyjąć ściany ziemnej jak w starym budynku w przeszłości, pojemność magazynowania ciepła w budynku można poprawić poprzez dodanie materiałów zmiennofazowych, pojemność magazynowania ciepła materiałów zmiennofazowych jest silna, gęstość magazynowania ciepła na jednostkę objętości jest wysoka, a wymagania dotyczące magazynowania ciepła w budynku można spełnić przy mniejszej masie materiałów zmiennofazowych.
Pojemność magazynowania ciepła materiałów budowlanych zmiennofazowych wykaże silne zalety, a beton zmiennofazowy, zaprawa zmiennofazowa, podłogi zmiennofazowe itp. będą intensywnie rozwijane. Mówiąc o rozwoju branży, powiedział Li Haijian.
Może zmniejszyć zużycie energii w budynkach
Według reportera China Building Materials News, istnieją dwa główne sposoby wykorzystania materiałów do magazynowania energii poprzez zmianę fazy w budynkach: jednym z nich jest „zastosowanie pasywne”. Materiały zmiennofazowe są łączone z tradycyjnymi materiałami budowlanymi w celu wytworzenia materiałów budowlanych zmiennofazowych, zwiększenia jakości termicznej ściany i wykorzystania jako „pasywnego” materiału do magazynowania energii, polegając na zmianie temperatury w pomieszczeniu lub odbieraniu ciepła promieniowania słonecznego i innych sposobach pasywnego pochłaniania / uwalniania ciepła, magazynowanie ciepła materiałów budowlanych zmiennofazowych o tej samej objętości jest kilkakrotnie do kilkudziesięciu razy większe niż w przypadku zwykłych materiałów budowlanych, a wymagania dotyczące magazynowania ciepła są realizowane bez zwiększania ogólnego obciążenia budynku.
Materiały budowlane zmiennofazowe obejmują głównie płyty gipsowo-kartonowe zmiennofazowe, beton zmiennofazowy, zaprawę zmiennofazową, powłoki zmiennofazowe, płyty ścienne zmiennofazowe, podłogi lub sufity do magazynowania energii zmiennofazowej itp. Obecnie materiały budowlane zmiennofazowe są szeroko stosowane w oszczędzaniu energii w budynkach i mają dobre perspektywy rozwoju.
Drugim jest „zastosowanie aktywne”. Materiały zmiennofazowe są łączone z ogrzewaniem słonecznym, ogrzewaniem elektrycznym, ogrzewaniem podłogowym, klimatyzacją, wentylacją i chłodzeniem oraz innym sprzętem, aby stać się „aktywnym” ciałem magazynującym energię, które można aktywnie regulować i kontrolować za pomocą urządzeń do wymiany ciepła i mediów wymiany ciepła, takich jak kolektory ciepła zmiennofazowego, skrzynie do magazynowania ciepła zmiennofazowego, systemy grzewcze zmiennofazowe itp.
„Ogólnie rzecz biorąc, powolny rozwój materiałów budowlanych do magazynowania energii poprzez zmianę fazy lub produktów komponentów w kraju i za granicą może być spowodowany stosunkowo wysokimi kosztami materiałów budowlanych zmiennofazowych i niskim stopniem integracji z istniejącym projektem budowlanym.” Li Haijian przedstawił, że odpowiednie przedsiębiorstwa i instytucje badawcze w kraju i za granicą starają się promować rynkowy rozwój materiałów budowlanych zmiennofazowych, takich jak ustanowienie metod obliczeniowych i standardów związanych z istniejącymi wskaźnikami oszczędności energii w celu promowania rozwoju branży.
Ponadto przedsiębiorstwa produkujące materiały budowlane zmiennofazowe mogą również zacząć od projektowania niskoenergetycznych budynków, aby pokonać integrację z istniejącym projektem budowlanym, takich jak materiały zmiennofazowe wykonane w postaci koców zmiennofazowych, płytek zmiennofazowych dla konstrukcji obudowy budynku, forma aplikacji jest elastyczna, konstrukcja jest szybka i łatwa do recyklingu, materiały zmiennofazowe są wykonane w postaci worków zmiennofazowych, a następnie połączone z płytą izolacyjną w celu przygotowania zintegrowanej płyty izolacyjnej zmiennofazowej, co jest również dobrą innowacją.
Li Haijian zauważył, że w branży ogrzewania i chłodzenia tempo rozwoju magazynowania energii poprzez zmianę fazy jest stosunkowo szybkie, istnieją już firmy w kraju i za granicą specjalizujące się w obsłudze powiązanych rynków, takie firmy są zasadniczo zintegrowane z istniejącą podstawową działalnością, ich pierwotna działalność zajmuje się głównie branżą ogrzewania lub chłodzenia, dodanie elementów magazynowania energii poprzez zmianę fazy może poprawić wydajność pierwotnego systemu, obniżyć koszty eksploatacji systemu, zwłaszcza magazynowanie energii odnawialnej, transfer energii z energii elektrycznej w dolinach, system magazynowania energii ma więcej zalet, jako skuteczny środek magazynowania energii, magazynowanie energii poprzez zmianę fazy jest coraz bardziej preferowane przez przedsiębiorstwa.
Przyszły rozwój musi uwzględniać wiele środków jednocześnie
„Na tym etapie wysokie koszty materiałów, długi termin zwrotu z inwestycji i słaba ekonomia produktów do magazynowania energii poprzez zmianę fazy w budynkach stały się ważnymi czynnikami ograniczającymi dalszy rozwój i promocję magazynowania energii w budynkach.” Li Haijian zauważył, że w rozwoju materiałów do magazynowania energii poprzez zmianę fazy wciąż występują następujące problemy: Po pierwsze, system standardów jest niedoskonały.
Standardy są podstawą industrializacji technologii i są również ważnym czynnikiem wspierającym zdrowy rozwój branży. Ze względu na brak odpowiednich standardów technicznych, istnieją liczne ograniczenia i niedogodności w produkcji i zastosowaniu materiałów do magazynowania energii poprzez zmianę fazy, materiałów budowlanych zmiennofazowych i systemów urządzeń zmiennofazowych. Po drugie, krajowe wsparcie polityczne dla magazynowania energii jest niskie. Cykl rozwoju nowych technologii, zwłaszcza nowych źródeł energii, jest generalnie stosunkowo długi i na wczesnym etapie rozwoju zwykle potrzebuje wsparcia polityki przemysłowej kraju.
Chociaż partia i państwo przywiązują dużą wagę do rozwoju branży magazynowania energii, polityka wspierania branży magazynowania energii jest niewystarczająca i brakuje szczegółowych środków wdrażających, takich jak mapa drogowa rozwoju technologii, wytyczne dotyczące rozwoju przemysłowego, odpowiednie polityki zachęt, podział kosztów i korzyści oraz metody rozliczeń itp., a rozwój branży magazynowania energii jest stosunkowo powolny.
Aby osiągnąć wysokiej jakości rozwój materiałów do magazynowania energii poprzez zmianę fazy, Li Haijian zasugerował, że po pierwsze należy sformułować krajowe standardy zmiennofazowe i specyfikacje inżynieryjne w celu wsparcia rozwoju materiałów do magazynowania energii poprzez zmianę fazy.
Sformułować i opublikować standardy techniczne, procedury, metody budowy i ogólne atlasy technologii i sprzętu do magazynowania energii w budynkach (magazynowania energii) w odpowiednim czasie, wzmocnić promocję, wdrażanie i nadzór nad standardami oraz zapewnić solidną podstawę naukową i solidne wsparcie techniczne dla standaryzacji i kierowania zastosowaniem technologii magazynowania energii w budynkach (magazynowania energii). Po drugie, należy ulepszyć kluczowe materiały, procesy produkcyjne i wydajność konwersji energii w budynkach do magazynowania energii poprzez zmianę fazy oraz dodatkowo rozwiązać problemy związane ze stabilnością, bezpieczeństwem i trwałością w zastosowaniach na dużą skalę.
Obecnie większość technologii magazynowania energii poprzez zmianę fazy jest w rękach instytutów badawczych i naukowców uniwersyteckich, aby poprawić wskaźnik konwersji osiągnięć naukowych, ocenić efekt praktycznego zastosowania i długoterminową wydajność zastosowania oraz dostarczyć dane monitorowania w celu poprawy demonstracji zastosowań na dużą skalę.
(Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w 6. wydaniu China Building Materials News z 19 grudnia)
Czytaj więcej
