Os materiais de soragem de energia de mudança de fase podem tornar os edifícios mais baixos em carbono?
2024-07-25
"O armazenamento de energia por mudança de fase é um novo tipo de armazenamento de energia. Como uma classe de materiais eficientes de armazenamento de energia, os materiais de armazenamento de energia por mudança de fase podem não apenas reduzir o consumo de energia dos edifícios e melhorar o conforto ambiental interno através da combinação orgânica com os edifícios, mas também fazer uso extensivo de energia renovável e melhorar a taxa de utilização de energia fóssil. Li Haijian, diretor do Escritório de Pesquisa de Armazenamento de Energia por Mudança de Fase do Instituto de Pesquisa de Materiais de Construção da China e engenheiro sênior de nível de professor, recentemente apontou em uma entrevista a um repórter do China Building Materials News que, em comparação com outros métodos de armazenamento de energia, o armazenamento de energia por mudança de fase tem as vantagens de alta densidade de armazenamento de energia, tamanho pequeno, controle de temperatura constante, efeito significativo de economia de energia, ampla gama de seleção de temperatura de mudança de fase e fácil controle, e tem importante valor de aplicação e amplas perspectivas de desenvolvimento em muitos campos."
O componente de escória de carbeto de cálcio tem boa compatibilidade com Na2CO3, que pode substituir o material esquelético natural tradicional para sintetizar materiais compósitos de armazenamento de calor de mudança de fase Na2CO3/escória de carbeto de cálcio, e reciclagem de recursos em larga escala de escória de carbeto de cálcio para realizar a preparação de baixo carbono e baixo custo de materiais compósitos de armazenamento de calor de mudança de fase."
A indústria marcou o início de um período de desenvolvimento de ouro
"Atualmente, o país defende vigorosamente o uso de energia limpa e a promoção de edifícios de baixa energia, o que marcou o início de uma oportunidade de ouro para o desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia por mudança de fase." Li Haijian apontou que, ao defender o uso de energia limpa e energia renovável, o país está intensificando os esforços para controlar a poluição em resposta ao problema cada vez mais sério da poluição fóssil.
Desde 2015, as províncias do norte aceleraram a implementação de projetos de carvão para eletricidade em resposta ao problema da poluição do aquecimento no inverno. Com o progresso desses projetos, o problema da poluição da estação de aquecimento do norte foi amplamente resolvido, mas ainda existem muitos problemas. Um dos problemas é que, após o carvão para eletricidade, o custo de aquecimento das pessoas aumentou drasticamente. Para incentivar as pessoas a usar vigorosamente a eletricidade barata do vale, os departamentos relevantes também estipulam que o uso de aquecimento elétrico de armazenamento de energia deve ser usado. Isso oferece uma grande oportunidade para o desenvolvimento de materiais de mudança de fase.
Em termos de construção de edifícios de baixa energia, Li Haijian acredita que os edifícios de baixa energia não só precisam melhorar o nível de isolamento, mas também aumentar a capacidade de armazenamento de energia do edifício. Agora, o edifício é principalmente uma estrutura de concreto, em comparação com o antigo edifício de parede de terra, a capacidade de preservação de calor e armazenamento de calor é pobre, resultando em mais frio no inverno e mais quente no verão, e o isolamento térmico do edifício é melhorado, o edifício não tem capacidade de armazenamento, perde a troca de calor com a energia natural, e a energia natural livre é desperdiçada. Para resolver este problema, a capacidade de armazenamento de calor do edifício deve ser melhorada.
"Os edifícios atuais são basicamente edifícios leves, baixa inércia térmica, baixa capacidade de armazenamento de calor, a fim de melhorar a capacidade de armazenamento de calor do edifício, é impossível adotar a parede de terra como o antigo edifício no passado, a capacidade de armazenamento de calor do edifício pode ser melhorada adicionando materiais de mudança de fase, a capacidade de armazenamento de calor dos materiais de mudança de fase é forte, a densidade de armazenamento de calor por unidade de volume é alta, e os requisitos de armazenamento de calor do edifício podem ser atendidos com menos massa de materiais de mudança de fase."
A capacidade de armazenamento de calor dos materiais de construção de mudança de fase mostrará fortes vantagens, e concreto de mudança de fase, argamassa de mudança de fase, piso de mudança de fase, etc. serão vigorosamente desenvolvidos. Ao falar sobre o desenvolvimento da indústria, Li Haijian disse.
Pode reduzir o consumo de energia dos edifícios
De acordo com o repórter do China Building Materials News, existem duas formas principais para que os materiais de armazenamento de energia por mudança de fase sejam usados em edifícios: uma é a "aplicação passiva". Os materiais de mudança de fase são compostos com materiais de construção tradicionais para fazer materiais de construção de mudança de fase, aumentar a qualidade térmica da parede e usar como um material de armazenamento de energia "passivo", contando com a mudança da temperatura ambiente ou recebendo calor de radiação solar e outras formas de absorver / liberar calor passivamente, o armazenamento de calor dos mesmos materiais de construção de mudança de fase de volume é várias vezes a dezenas de vezes maior do que a dos materiais de construção comuns, e os requisitos de armazenamento de calor são realizados sem aumentar a carga geral do edifício.
Os materiais de construção de mudança de fase incluem principalmente placa de gesso de mudança de fase, concreto de mudança de fase, argamassa de mudança de fase, revestimento de mudança de fase, painel de parede de mudança de fase, piso ou teto de armazenamento de energia de mudança de fase, etc. Atualmente, os materiais de construção de mudança de fase têm sido amplamente utilizados na conservação de energia de edifícios e têm boas perspectivas de desenvolvimento.
A outra é a "aplicação ativa". Os materiais de mudança de fase são combinados com aquecimento solar, aquecimento elétrico, aquecimento de piso, ar condicionado, ventilação e refrigeração e outros equipamentos para se tornar um corpo de armazenamento de energia "ativo", que pode ser ativamente ajustado e controlado através de dispositivos de troca de calor e meios de troca de calor, como coletores de calor de mudança de fase, caixas de armazenamento de calor de mudança de fase, sistemas de aquecimento de mudança de fase, etc.
"De um modo geral, o desenvolvimento lento de materiais de construção ou produtos de componentes de armazenamento de energia por mudança de fase em casa e no exterior pode ser causado pelo custo relativamente alto dos materiais de construção de mudança de fase e pelo baixo grau de integração com o projeto de construção existente." Li Haijian apresentou que empresas e instituições de pesquisa relevantes em casa e no exterior estão tentando promover o desenvolvimento orientado para o mercado de materiais de construção de mudança de fase, como o estabelecimento de métodos de cálculo e padrões relacionados aos indicadores de economia de energia existentes para promover o desenvolvimento da indústria.
Além disso, as empresas de materiais de construção de mudança de fase também podem começar a partir do projeto de edifícios de baixa energia, para superar a integração do projeto de construção existente, como os materiais de mudança de fase feitos em cobertores de mudança de fase, telhas de mudança de fase para a estrutura do envelope do edifício, a forma de aplicação é flexível, a construção é rápida e fácil de reciclar, os materiais de mudança de fase são feitos em sacos de mudança de fase e, em seguida, combinados com a placa de isolamento para preparar a placa integrada de isolamento de mudança de fase, que também é uma boa inovação.
Li Haijian apontou que na indústria de aquecimento e refrigeração, a velocidade de desenvolvimento do armazenamento de energia por mudança de fase é relativamente rápida, já existem empresas em casa e no exterior especializadas na operação de mercados relacionados, essas empresas são basicamente integradas com o negócio básico existente, seu negócio original está principalmente envolvido na indústria de aquecimento ou refrigeração, a adição de elementos de armazenamento de energia por mudança de fase pode melhorar a eficiência do sistema original, reduzir o custo da operação do sistema, especialmente o armazenamento de energia renovável, a transferência de energia da energia do vale, o sistema de armazenamento de energia tem mais vantagens, como um meio eficiente de armazenamento de energia, o armazenamento de energia por mudança de fase é cada vez mais favorecido pelas empresas.
O desenvolvimento futuro precisa tomar várias medidas ao mesmo tempo
"Nesta fase, o alto custo dos materiais, o longo prazo para o retorno do investimento e a má economia dos produtos de armazenamento de energia por mudança de fase de edifícios tornaram-se fatores importantes que restringem o desenvolvimento e a promoção adicionais do armazenamento de energia de edifícios." Li Haijian apontou que ainda existem os seguintes problemas no desenvolvimento de materiais de armazenamento de energia por mudança de fase: Primeiro, o sistema padrão não é perfeito.
Os padrões são a base para a industrialização da tecnologia, e também são um fator importante para apoiar o desenvolvimento saudável da indústria. Devido à falta de padrões técnicos relevantes, existem muitas limitações e inconvenientes na produção e aplicação de materiais de armazenamento de energia por mudança de fase, materiais de construção de mudança de fase e sistemas de dispositivos de mudança de fase. Em segundo lugar, o apoio político nacional ao armazenamento de energia é baixo. O ciclo de desenvolvimento de novas tecnologias, especialmente novas energias, é geralmente relativamente longo, e no estágio inicial de desenvolvimento, geralmente precisa do apoio da política industrial do país.
Embora o partido e o estado atribuam grande importância ao desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia, as políticas de apoio à indústria de armazenamento de energia são insuficientes, e há falta de medidas de implementação detalhadas, como roteiro de desenvolvimento tecnológico, orientação para o desenvolvimento industrial, políticas de incentivo relevantes, compartilhamento de custos-benefícios e métodos de contabilidade, etc., e o desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia é relativamente lento.
A fim de alcançar o desenvolvimento de alta qualidade de materiais de armazenamento de energia por mudança de fase, Li Haijian sugeriu que o primeiro é formular padrões nacionais de mudança de fase e especificações de engenharia para apoiar o desenvolvimento de materiais de armazenamento de energia por mudança de fase.
Formular e publicar padrões técnicos, procedimentos, métodos de construção e atlas gerais de tecnologia e equipamentos de produtos de armazenamento de energia (armazenamento de energia) de edifícios em tempo hábil, fortalecer a publicidade, implementação e supervisão de padrões e fornecer uma forte base científica e suporte técnico sólido para padronizar e orientar a aplicação da tecnologia de armazenamento de energia (armazenamento de energia) de edifícios. O segundo é melhorar os materiais-chave, processos de fabricação e eficiência de conversão de energia do armazenamento de energia por mudança de fase de edifícios e resolver ainda mais os problemas de estabilidade, segurança e durabilidade em aplicações em larga escala.
Atualmente, a maior parte da tecnologia de armazenamento de energia por mudança de fase está nas mãos de institutos de pesquisa científica e pesquisadores universitários, a fim de melhorar a taxa de conversão de conquistas de pesquisa científica, avaliar o efeito de aplicação prática e a eficiência de aplicação a longo prazo e fornecer dados de monitoramento para melhorar a demonstração de aplicação em larga escala.
(Este artigo foi publicado originalmente na 6ª edição do China Building Materials News em 19 de dezembro)
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