从外面看，它像一个银色的容器，侧面有一个小圆窗，有几根管子进出。热量首先被吸入系统，然后在一段时间后再次释放。
这个“容器”可以储存晴天和刮风天产生的热能，并在天气变冷时再次释放。驱动该系统的技术基于所谓的“相变材料”(PCM)与热泵相结合。
事实上，能源可以是任何东西，包括太阳能电池板产生的电力、工厂建筑的废热或风力涡轮机的剩余能源。在这里，在SINTEF和NTNU运营的ZEB(零排放建筑)实验室中，用于存储的能源来自覆盖建筑物大部分屋顶和朝南立面的太阳能电池板。
水是世界上最常见的相变材料
但什么是相变材料?AlexisSevault是SINTEFEnergyResearch的研究经理，他非常乐意解释。
事实上，水是一种最简单、最常见的相变材料。当温度低于零摄氏度时，它会变成冰晶，当温度升高时会变成液体，当温度接近100度时会变成蒸汽。水还具有在其不同阶段表现不同的能力，最重要的是，它可以以液态形式储存热量。
科学家将相变材料或PCM命名为在不同相中表现不同并且还可以储存热量的材料。
有许多PCM在液态时可以储存热量。是什么让这些材料变得有趣，并且在这种情况下非常实用，因为它们的熔点不是零度。
熔点：37摄氏度
这种特性使PCM可以用作所谓的“热库”。换句话说，作为电池。ZEB实验室的银色大容器中装有一种在体温下会熔化的PCM。
“该设备包含三吨基于植物油的液体生物蜡，不能用作食物，”Sevault说。“就像水变成冰一样，当蜡变得足够冷时，它就会变成固体、结晶材料。对于这种特殊的蜡来说，‘冷’意味着低于37度，”他说，并继续补充道：
“但还有其他类型的生物蜡具有不同的熔点，都为许多类似的应用提供了机会。”
智能分子
如果我们详细检查生物蜡，我们会发现它是由在热量方面表现非常经济的分子组成的。
为了节省能源，当生物蜡处于固相状态时，分子会非常紧密地排列在一起。它们彼此靠近并保持相对静止，就像浮冰上的一群冷企鹅一样。
随着材料熔化，将分子结合在一起的键松动，它们开始以我们所谓的动能移动。随着周围环境提供更多热量，分子变得更加兴奋。最后，他们从束缚中解脱出来，可以自由独立地振动。当这种情况发生时，生物蜡已经改变了它的相并变成了液体。
反之亦然。当蜡从液体变为固体时，分子会将大部分动能释放到周围环境中。它们停止振动并开始再次聚集在一起以节省能量。然后蜡恢复为固体。
生物基免维护
这是研究人员正在银容器中利用的现象。建筑物外部太阳能电池板收集的能量通过热泵传导到大“电池”中，在这里，生物蜡分子可以随心所欲地跳舞——充满液体能量。
当需要提取能量时，液态水被指定为“实用的能量载体”。首先，冷水通过蓄热系统输送。片刻之后，现在加热的水从设备中释放出来，并被引导到散热器和通风系统，为建筑物提供加热的空气。
一个有效的，功能性的系统
现在，这项技术已作为ZEB实验室供暖系统的一部分使用了一年多。
“基于PCM的储热系统提供的性能完全符合我们的预期，”AlexisSevault说。“我们尽可能多地利用建筑物的自产太阳能。我们还发现该系统非常适合所谓的‘调峰’”，他说。
“通过在一天中最冷的时间之前为生物电池充电，我们可以防止建筑物在特隆赫姆其他地区也遇到大量需求时消耗宝贵的电网电力，”Sevault说。“这为我们提供了一定程度的灵活性，也可以用来利用现货价格的波动。当我们可以从太阳能、风能和废热中获取能量时，我们可以为电池充电，并在电价高时提取输出”他解释说。
此外，运行的第一年提供了大量数据，研究人员现在将使用这些数据来优化系统的设计和运行，以便提取尽可能多的输出。
最适合工业应用
因此，该系统远不如传统电池复杂——但它并不适用于所有建筑物。作为一项新技术，投资成本居高不下。缺点是这样的系统并不适合所有人。至少目前没有。
Sevault说：“该系统非常适合工业和办公楼，以及可以分配热量的社区。”“它最好的部分是该技术几乎无需维护。它将持续至少25年，”他说。
研究人员还致力于开发智能控制系统，以优化输出。这些将使整个系统能够响应并根据其周围环境的需求进行调节。这意味着在实践中，系统的开发方式可能会受到天气预报和电价波动等因素的影响。这项研究由SINTEF与NTNU合作进行。与NTNU和SINTEF的许多其他研究部门一起，研究人员建立了一个名为热能存储的双子座中心。
SINTEF的衍生产品
开发“生物电池”或专家称之为PCM储热系统的研究人员现在正在建立一家公司，旨在将该技术商业化。这是与SINTEF的内部启动支持部门SINTEFTTO合作进行的。
“我们设想，在ZEB实验室经过几个月的测试后，我们可以安全地开始这一概念的商业化之旅，”Sevault说。“我们还与许多有兴趣在2023年或2024年安装试点系统的最终用户建立了联系。其中许多是拥有资源来扩大这一概念的工业公司，”他说。 返回学习心得体会列表
