世界经济的快速增长导致能源消耗增加。化石燃料占据世界能源市场的主导地位,约占 81%。然而,化石能源正在枯竭,其开发需要相当高的环境和经济成本。化石能源的开发与有害气体排放到环境中有关,这增加了社会对环境的关注[1]。因此,高效利用能源和使用可再生能源的可能性越来越重要。目前,城市地区的高增长率和舒适度参数的提高导致能源消耗增加,使其成为当今社会最大的关注之一。这一问题是由于过度使用不可再生能源造成的,这会对环境造成严重影响。住宅部门的电能消耗很大一部分与供暖和制冷有关。因此,迫切需要实施旨在提高建筑物能源效率的解决方案。每年,太阳提供的能量约为 5 × 10 24 J,到达整个陆地表面。这一能量大约是全球每年实际能源消耗量的 10000 倍。因此,找到一种利用这种自然资源的方法以及改善建筑环境质量的需求是巨大的。因此,科学界现在已经努力将太阳能和功能性建筑材料的使用结合起来,从而限制建筑物的能耗 [2] 。减少和重新定位能源消耗的能力,
摘要:太阳能干燥机是一种利用太阳作为能源来干燥农产品的设备。太阳能干燥是一种干燥农产品以保持其质量更长时间的优越方法。太阳能是间歇性能源,因此干燥机仅在日照时间可用。此外,与人工干燥过程相比,太阳能干燥机的干燥过程耗时更长。使用热能存储和太阳能干燥机可以最大限度地减少这种负面影响。潜热储能是一种比显热储能更有吸引力的方法,因为它具有高储能密度。在目前的研究中,回顾了太阳能干燥机和相变材料作为太阳能干燥机领域的最新研究。本综述总结了基于干燥机类型、TES 类型和工作方法的先前研究工作。为太阳能干燥技术和不同的 TES 开发了思维导图和图表等。首先介绍干燥机的类型,然后介绍 TES 的类型和 PCM 作为 TES 的使用。讨论了不同干燥机和 TES 的最新工作。在本文的后续部分,还回顾了在干燥机中使用 PCM 作为 TES 的方法,以此作为通过延长工作时间来提高性能以满足食品保存要求的一种方法。
1.2 能源密集型产业 英国工业部门约占全国总能源消耗的 16%,其中能源密集型产业 (EIIs) 最多,涉及化学品和药品生产;食品和饮料;水泥;纸张和纸浆;玻璃;钢铁;陶瓷;以及石油和天然气精炼。英国商业和工业战略部 (BEIS,2015) 针对这八个行业分别制定了合适的脱碳路线图,并对其进行了评估,以得出以苏格兰为重点的评估(Lenaghan 和 Mill,2015)。尽管如此,制定的路线图参考了英国在 2019 年 6 月之前实现的到 2050 年减排 80% 的目标,因此需要探索新的途径,以便 EIIs(以及整个工业部门)能够实现英国的净零排放承诺。
热质量是材料吸收、储存和释放热量的能力。砖或混凝土等热质量高的建筑材料更能抵抗温度波动。耐高温可减少机械系统的负荷、节省能源并提高居住者的舒适度。许多现代建筑都是用低热质量材料建造的,包括玻璃和钢材。增加热质量可减少能源使用和温室气体排放。
以 Ge 2 Sb 2 Te 5 (GST-225) 为代表的硫族化物相变材料 (PCM) 是一类在经历非晶态-结晶态相变时电子和光学特性会发生剧烈变化的材料。这一独特属性支撑了它们在非易失性电子数据存储(例如英特尔的 Optane TM 存储器)中的商业应用。受这一成功的启发,光子学自然而然地代表了 PCM 可以产生影响的下一个领域。事实上,过去几年来,基于 PCM 的光子学研究探索迅速扩展,其应用范围广泛,涵盖光开关、1-8 光子存储器、9 光学计算、10-14 有源超材料/超表面、15-25 反射显示、26,27 和热伪装。28,29 然而,这些光学设备的实现提出了独特的挑战和要求,通常与电子存储器的挑战和要求截然不同。因此,阐明这些材料在光子应用方面的一些常见困惑是有益的,这也是本文的重点。最后,我们还将就关键技术挑战提供我们的观点,这些挑战决定了光学 PCM 产生实际影响并在内存领域模仿其成功范例的未来道路。
摘要。住宅建筑的能源消耗主要与室内环境的供暖和制冷能源需求相结合。一种解决方案是通过实施基于相变材料 (PCM) 的热能存储 (TES) 技术来减少这些能源消耗。相变材料的热能存储可用于节省高峰电力需求或提高供暖、通风和空调 (HVAC) 系统的能源效率。热能存储的主要电网优势是通过在高峰时段更换供暖、通风和空调系统运行并在非高峰时段为存储系统充电来转移和削减负荷。将 HVAC 系统运行转移到系统可以更高效、更低成本运行的时间段可带来额外的效率优势。本文讨论了目前用于建筑物空间供暖/制冷应用的热能存储系统的最先进的 PCM,以及结合对性能产生负面影响的相变材料的局限性。这些限制包括过冷、低热导率、相分离、防火、腐蚀和成本。本研究简要探讨了如何限制或消除其中一些问题。相变材料的应用已被证明是降低公寓建筑能源需求的解决方案。本文分析并介绍了两种可用的环保型 PCM(BioPCM 和 DuPont Energain),它们具有不同的熔化范围,应用于外墙和屋顶。在应用和不应用 PCM 材料的情况下进行了模拟。结果表明,PCM 可以储存来自太阳辐射和周围环境的热能,从而降低供暖和制冷场景的能耗。
i,“ Abhishek Anand”,证明本文中体现的工作是我自己的真正的工作,在2017年8月至2021年12月2021年12月,我在“ Atul Sharma博士”和“ Amritanshu Shukla博士”的监督下进行的,我在2021年12月在Scies and Hanuilities,Rajiv Gandhi Instertute of Petrolem Technology进行。本论文所体现的问题尚未提交任何其他学位的裁决。我宣称,无论他们在本文中都引用了他们的作品,我忠实地承认并给予了学分。我进一步声明,我没有故意复制任何其他人的作品,段落,文本,数据,结果等。
mPCM 的热导率很高。5,6 这在需要高热输入和输出的应用中尤其明显。电池电动汽车 (BEV) 就是这样一种应用,快速充电和放电至关重要。基于 mPCM 的热能存储是满足 BEV 热管理要求的一种有前途的解决方案。7 利用 mPCM 的储热系统可以在不降低电动汽车行驶里程的情况下满足加热乘客舱的热能需求,而常见的电加热器解决方案就是这种情况。然而,缺点是 mPCM 的反应性很高,尤其是在液态时,与潜在的容器材料反应性很强。8-12 因此,需要用一种新型兼容容器为车辆应用中的 mPCM 构建一个容器