
简短回答一下。上一次查PCM的资料已经是四五年前了。
PCM利用的是材料相变(固-液-固)时吸收/释放的大量热量来来达到储能的目的,可以想象成一个热能的电池。想必这个概念大家初高中都有学到过。优点就是因为相变温度比较稳定(这不是绝对的,等会会讲),所以不同设计温度的相变储能系统可以达到稳定室内温度的功能;或者用来储存余热或者吸收热量从而达到降低能耗峰值的目的。
但是身边在室温左右熔点的材料其实不多,毕竟这个要求和传统工业是背道而驰的,没有人想要自己的东西在室内一会融化掉一会凝固。现在常见的相变材料是人造有机材料和金属盐,成本比较高,金属盐便宜一些但是往往有毒。而且一般相变材料导热性差,所以对封装的工艺要求比较高,封装做薄了容易坏,做厚了性能不好。另外相变材料容易产生固液分离现象,发生这个之后液体无法很好的自然对流,导致导热性下降。这会出现一半材料已经超过熔点很多,而另外一半还低于熔点。还有一个很大问题就是寿命问题,很多相变材料相变次数多了之后储热能力就会大大降低,我依稀记得2000个cycle之后还有一半储热能力的就算不错的了,希望有人指正。
因为上述几个特性相变材料一般使用在室内,比如做成太阳能储热墙或者暖气里的蓄热装置,用来和电价峰谷形成对冲降低开支,或者储存天然的太阳能。但是还是成本太高很难普及。我接触到比较大的课题就是爱尔兰政府想把它整合到电暖片里降低高峰用电量的—在电价似的时候往相变材料里充热。我还见过有研究把相变面板去整合到南向墙体中的,但是纯粹放在室外的话成本太高,还不如直接多装些保温材料。还有一种工艺可能比较实用,我记得是把相变材料封装到微小的胶囊内(microencapsulation),在混合到传统的建筑材料中,比如混凝土,墙板等等,这方面的文章我没有注意过。
