Les transitions entre les phases solides, liquides et gazeuses d'un matériau impliquent de grandes quantités d'énergie. L'énergie nécessaire à la transition est connue sous le nom de transfert de chaleur latente. Récemment, des chercheurs en énergie alternative ont étudié comment ce transfert de chaleur latente peut être utilisé pour stocker de l'énergie jusqu'à son utilisation. Par exemple, une étude du Department of Energy (DOE) examine si l'énergie solaire concentrée pourrait utiliser du sel fondu pour le stockage d'énergie thermique.

Transfert de chaleur sensible

Quand deux substances avec des températures différentes sont introduites contact avec l'autre, la substance avec la plus haute température transfère la chaleur à la substance avec la température inférieure dans un processus appelé "transfert de chaleur sensible". Par exemple, lorsque le soleil se couche, l'air devient plus froid et devient plus froid que le sol. Le sol transfère une partie de sa chaleur à l'air, provoquant un refroidissement du sol et un réchauffement de l'air.

Transfert de chaleur latente

Au point où l'une des substances est prête à changer état ou phases (solide à liquide, liquide à gaz, etc.), la chaleur est transférée d'une substance sans changement de température correspondant dans l'autre substance. Ce processus de dégagement ou d'absorption de chaleur sans changement de température est connu sous le nom de «transfert de chaleur latente».

Types

La quantité de chaleur qui doit être ajoutée à un liquide pour le transformer en gaz L'eau en vapeur est appelée «chaleur latente de vaporisation», alors que la quantité de chaleur qui doit être ajoutée à un solide pour la transformer en liquide (glace à eau) est la «chaleur latente de fusion». La quantité d'énergie qui doit être ajoutée pour changer la phase d'un gramme d'une substance est beaucoup plus grande que l'énergie nécessaire pour élever la température d'un gramme de la même substance d'un degré Celsius. L'énergie nécessaire pour élever un gramme d'un degré s'appelle la «chaleur spécifique» de la substance. L'eau a une chaleur spécifique de 1 calorie /gramme ° C et une chaleur de fusion de 79,7 cal /gramme.

Considérations

L'énergie n'est pas perdue lors du transfert de chaleur latente. Par exemple, la fonte de la glace entraîne l'absorption de la chaleur latente. Lorsque l'eau gèle, la chaleur latente est libérée. De même, lorsque l'eau s'évapore, elle absorbe l'énergie, mais lorsque l'eau se condense, l'énergie est libérée.

Avantages

De nombreuses sources d'énergie alternatives sont limitées car elles ne permettent pas une production d'énergie constante. Les générateurs solaires ne produisent que lorsque le soleil brille, et les éoliennes ne fonctionnent évidemment que lorsque le vent souffle. Cela a entraîné une recherche accrue sur des moyens efficaces et peu coûteux de stocker l'énergie jusqu'à son utilisation (par exemple, pour stocker l'électricité solaire excédentaire produite par une journée ensoleillée à utiliser pendant la nuit). Les systèmes LHTES) peuvent stocker et décharger de grandes quantités d'énergie à mesure que les substances fondent et se solidifient. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour décider quels matériaux ont les bonnes caractéristiques qui pourraient permettre à tout, des voitures aux usines, d'utiliser efficacement le transfert de chaleur latente.