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據外媒近日報道，意大利都靈理工大學的研究人員正在測試如何將相變蓄熱與屋頂光伏結合使用，以最大限度地提高建筑中的清潔能源消耗占比，打造近零能耗建筑。

光伏+儲熱項目

據了解，近零能耗建筑是一種住宅和商業(yè)建筑形式，其一次能源需求非常低，必須在很大程度依賴可再生能源來滿足。

意大利團隊建設的這個47kW的光伏系統由屋頂西南方向的太陽能電池板和集成在大廳窗戶中的幾個東南方向的光伏電池板組成，該試點建筑還采用了其他可再生能源技術，如地熱熱泵、區(qū)域供熱站和兩個小型實驗性風力渦輪機等。

研究員Giulia Manco介紹稱：“在這個項目中，我們 將相變蓄熱和光伏獨立使用，以滿足我們校園能源中心試點建筑的電力和熱力需求。但是，一般來說，如果有一個能夠將光伏產生的電能轉化為熱能的熱泵，就有可能將光伏與這種熱能存儲技術結合起來， 這種配置就能促進光伏發(fā)電的剩余電力以熱能的形式存儲，從而增加可再生能源的自我消納。”

然而，熱泵目前還不包括在這個項目中。因此，儲熱技術只是增加了試點建筑供熱的靈活性，而光伏將增加項目現場使用的可再生能源電力的份額。

石蠟相變儲熱

相變材料（簡稱PCM）是利用相變過程中吸收或釋放的熱量來進行熱儲能的物質，在一定的溫度范圍內可以儲存或釋放大量的潛熱。在建筑行業(yè)中，將建筑材料與相變材料相結合是提高建筑構件蓄熱能力的有效途徑。

上述光伏+儲熱系統采用的是一種生物基石蠟相關的特殊相變材料，其熔點為74℃。

該系統由兩個儲熱箱組成，每個儲熱箱可以存儲40kWh的熱能，并且內部管道走向不同。相變儲熱箱看起來像一個裝滿PCM的水箱，但體積僅為傳統儲熱水箱的1/5，由幾根管道交叉而過，供熱系統的水在這些管道中流動。

研究組解釋說：“為了提高水和PCM之間的熱交換率，在管道中添加了高導熱材料，從而促進充放熱過程。”在充熱階段，固體PCM逐漸融化，熱量被儲存，熱水可以通過管道供應；在放熱過程中，液態(tài)PCM在釋放熱量時凝固，冷水可以通過相同的管道供應。

即將商業(yè)化

PCM的成本很大程度上取決于材料的類型，研究人員介紹稱，石蠟等有機相變材料原料易得，便于使用， 成本在2~10歐元/公斤之間。具體到材料上，成分不同會導致儲熱量不一樣， 但有機材料的儲熱量一般在200kJ/kg。

據稱，這兩個儲熱箱可以在不到一小時的時間里釋放出大部分能量。該研究小組目前正在進行實驗測試，他們表示，今年春天，這項技術將進一步得到應用。

研究人員表示，這種儲熱技術 即將能夠轉化為商業(yè)化生產，目前意大利都靈已經有一家初創(chuàng)公司正在研究這種設備。

原標題：即將商業(yè)化！國外研發(fā)團隊推出光伏+石蠟相變儲熱系統