طرق اختزان الطاقة الشمسية: اختزان الحرارة الكامنة

المؤلف:  الدكتور محمد رأفت اسماعيل والدكتور علي الجمعان

المصدر:  الطاقة المتجددة

الجزء والصفحة:  76

10-7-2021

1651

تسمى عملية تحول المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة بالإنصهار وعكس هذه العملية تسمى بالتجمد . أما التحول من الحالة السائلة إلى الغازية فيسمى تبخير وعكسه تكثيف .

ويصحب تحول المادة من صورة فيزيائية إلى أخرى أخذ أو إعطاء طاقة من هذه المادة أو لها. ويطلق على الطاقة اللازمة لصهر كمية معينة من مادة دون تغير في درجة الحرارة اسم الطاقة الكامنة للإنصهار. فالطاقة الكامنة لإنصهار الجليد مثلا تساوي ٨٠ كيلو سعر لكل كجم وهذا يعني أنه لصهر كيلو جرام واحد من الجليد عند درجة الصفر المئوي وتحويله إلى ماء في درجة الصفر المئوي أيضا يلزم اعطائه كمية من الطاقة تساوى ٨٠ كيلو سعر. والطاقة اللازمة لتبخيركمية معينة من مادة ما دون تغير في درجة الحرارة تسمى بالطاقة الكامنة للتبخير.

إن الطاقة الق يكتسيها جسم ما أثناء إنصهاره مثلاً تبقى معفوظة في هذا الجسم على شكل طاقة كامنة طالما أنه موجود بحالته السائلة . ويمكن إسترجاع هذه الطاقة تحويل هذا الجسم من جديد من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة . والشىء نفسه يحدث عند تحول جسم ما من حالة سائلة إلى غازية ثم إلى حالة سائلة من جديد .

ومن الشروط الأساسية لإستخدام هذه الطريقة مايلي :

(أ) تغيرالحالة الفيزيائية لابد أن يكون مصحوبا بحرارة كامنة عالبة ،كما أن العملية لابد أن تكون عكسية خلال عدد كبير من الدورات دون التعرض للإنحلال .

(ب) توفر طرق مناسبة لإحتواء المادة ونقل الحرارة منها وإليها.

(ج) أن تكون تكاليف المواد والأوعية الحاوية لها مناسبة .

ومن أمثلة المواد التي تستغل في هذه الطريقة :

(أ) ملح جلوبر(Na₂ SO₄ . 10H₂O) الذي يتحلل عندحوالى ٣٢ درجة مئوية معطيا ماء وكبريتات الصوديوم مع حرارة كامنة للانصهار تقدر بجوالي ٢٤٣ كيلو جول لكل كيلو جرام (أو ٥٦ كيلو سعر لكل كيلو جرام) تبعا للمعادلة : ملح جلوبر المتبلور+ طاقة حرارية = كبريتات الصوديوم+ ماء.