Тепловая энергия – как тепло, так и холод – может храниться при избытке и использоваться при недостатке.
КАК СОХРАНЯЕТСЯ ТЕПЛО?
СОБИРАЕТЬСЯ
Солнце нагревает воду, циркулирующую по коллекторам.
Тепловая энергия также может быть собрана с заводов, электростанций, геотермальных скважин или даже центров обработки данных.
НАКАПЛИВАЕТЬСЯ
Нагретая вода нагревает термоизолированный контейнер.
Вода часто используется для хранения и передачи тепловой энергии, так как ее удельная теплоемкость исключительно высока.
В ИСПОЛЬЗОВАНИИ
Тепло или холод, хранящиеся в баке, можно использовать для отопления и охлаждения дома, приготовления горячей воды, обогрева теплиц или производства электроэнергии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Тепловая энергия может накапливаться в виде удельной теплоты, которая поглощается при нагревании материала и выделяется при охлаждении.
Также может храниться скрытая теплота, которая поглощается при плавлении материала и выделяется при его затвердевании.
Материалы обладают различной удельной и скрытой теплоемкостью.
ПУТЕШЕСТВИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ НА ЗЕМЛЮ
Наклоненная под углом около 23,5°, Земля вращается вокруг Солнца за время, которое мы называем годом. В течение половины года северное полушарие более освещено и прогрето, а южное – в течение другой половины года.
Вот так на Земле меняются времена года.
ВЧЕРА
В прошлом, раскаленные камни использовались для обогрева домов и кроватей, а ледяные домики, врытые в землю, представляли собой холодильники.
CЕГОДНЯ
В настоящее время удельная теплота обычно запасается за счет нагревания или охлаждения большого количества материала.
КПД такого типа хранилищ всего 50-80%, но зато они относительно просты.
ЗАВТРА
В будущем баки для хранения тепла будут меньше, но вместительнее.
В настоящее время разрабатываются более сложные, до 100% КПД скрытого и термохимического накопления тепла.
ВЫЗОВ: СОБЕРИ ТЕПЛО В ГОРОДСКОЙ РЕЗЕРВУАР
Когда солнце нагреет коллектор, поверни вентиль – направьте тепло в бак.
Когда коллекторы остынут, закройте вентиль – емкость не замерзнет!
Накопив достаточное количество тепла, город сможет отапливать им себя.