Innovatív PCM Hőtároló

Bevezetés

A projekt célja egy olyan PCM (Phase Change Material, azaz fázisváltó anyag) alapú hőtároló rendszer kialakítása, mely innovatív módon képes a hőt tárolni és visszanyerni a halmazállapot-változás során. Ez a technológia kulcsfontosságú lehet a megújuló energiaforrások integrációjában, mivel lehetővé teszi az energia hatékonyabb felhasználását a csúcsterhelési időszakokban.

Fázisváltó Anyagok

A PCM anyagok – mint például a paraffin és a nátrium-acetát – hatalmas hőtároló kapacitással rendelkeznek, azaz az olvadás során elnyelik, majd hűléskor visszaadják a hőt. Fontos szempontok: hőkapacitás, olvadáspont és ciklikus stabilitás.

• Paraffin: Könnyen beszerezhető, alacsony olvadáspontja miatt háztartási alkalmazásokhoz ideális.
• Nátrium-acetát: Magas energiasűrűsége miatt ipari alkalmazásokra is megfelelő.

Működési Elv

A rendszer három fő szakaszban működik:

• Hőtárolás: A PCM az olvadás során elnyeli a hőt, így tárolja azt.
• Hőleadás: A hűléskor a PCM megszilárdul, és visszaadja az elnyelt hőt.
• Energiaátalakítás: A Peltier modul a hőmérsékletkülönbségből elektromos áramot generál, melyet például LED-ek működtetésére használunk.

Kivitelezési Részletek

A rendszer fő komponensei:

• Tartály: Hőálló anyagból készült, a PCM biztonságos tárolásához.
• Hővezető elemek: Réz vagy alumínium lemezek, a hő egyenletes elosztásáért.
• Hőforrás: Szabályozható fűtőelem, az optimális hőmérséklet biztosításához.
• Peltier modul: A hőenergia elektromos árammá alakításáért felelős.

Mérési Eredmények és Adatgyűjtés

A rendszer teljesítményét hőmérséklet-szenzorokkal mérjük. Az adatokat egy mikrovezérlő segítségével gyűjtjük, majd élő grafikon formájában jelenítjük meg az „Interaktív Adatvizualizáció” szekcióban.

Biztonsági Előírások

A biztonságos működés érdekében:

• A hőmérséklet folyamatos ellenőrzése szükséges a túlmelegedés elkerülése érdekében.
• A tartály megfelelő szigetelése és hővédelme alapvető a balesetek megelőzéséhez.
• Elektronikai elemek esetén (pl. Peltier modul) elengedhetetlen a megfelelő hűtés és stabil táplálás.

További Fejlesztési Lehetőségek

Fejlesztési irányok:

• Skálázható rendszer kialakítása ipari méretekben.
• Optimalizált hőcserélő rendszerek integrálása a hatékonyság növelése érdekében.
• Intelligens vezérlőrendszer fejlesztése az automatikus hőforrás- és hőtárolás szabályozásához.