美国国家可再生能源实验室（NREL）的科学家们开发了一种简单的方法，可以更好地评估新型材料在家庭，办公室或其他建筑物中按需存储或释放热量的潜力，从而可以更有效地管理建筑物的能源使用。

他们的工作，在自然能源特点，提出了一种新的设计方法，可以使加热和冷却建筑物更易于管理，更便宜，更有效，更好地准备灵活管理的过程中动力来自可再生能源并不总是提供能量时，这是最需要的。

NREL的Jason Woods与合著者Allison Mahvi，Anurag Goyal，Eric Kozubal，Wale Odukomaiya和Roderick Jackson共同撰写了论文“相变储热的速率能力和栅格图”中国机械网okmao.com。本文介绍了优化的热的新方法的存储设备是用于电池镜子的想法，帮助告知需要对建筑物和如何器件的设计应与这些材料有什么新的储热材料。

热能存储通过将热能存储在新颖的材料中，直到建筑物以后可以使用，从而使建筑物像巨大的电池一样发挥作用。一个例子是热泵。虽然最初需要用电来产生和存储热量，但以后使用热量时无需使用额外的电能。

在另一个示例中，某些材料具有改变相的能力，例如可以从固体转变为液体的冰。随着冰融化，冰从工作流体吸收能量并对其进行冷却，然后可将其用于冷却建筑空间。

由于相变在几乎恒定的温度下发生，因此可以在稳定的温度下提供或存储更长的有用能量。热能存储通常是非常“往返”的能源效率。

作者发现，通常用于表征电池的Ragone图也很好地描述了各种热存储设备候选产品的潜在有效性。Ragone图显示了设备可以存储多少能量和其放电功率之间的折衷，或者设备可以多快地释放能量。

这种基本方法使不同储热材料之间的比较或设备的改进更易于评估。它是定义目标的起点，并且是开发新的热存储材料和设备的有用设计工具，这些材料和设备可以用作新颖的替代性储能选项。

NREL资深研究工程师，新发表论文的主要作者Jason Woods说：“这种Ragone框架可确保根据特定应用的功率和能量要求，经济高效地设计蓄热材料和设备。”

NREL的博士后研究员Mahvi说，另一个优势是启用了可以减轻电网停电的技术。“大多数峰值用电需求（尤其是在夏天可能会出现停电的情况下）都是由空调驱动的。如果您可以将需求转移到一天中的其他时间，则可以帮助减轻对电网的压力，保持电网的正常运行。可操作，也可让人们在室内舒适。”

伍兹说：“通过增加现场发电，电动汽车充电以及将蓄热与电池结合在一起，热能存储系统将需要变得更加灵活和适应性强。” “这种灵活性的一部分需要更高的功率，但正如出版物所强调的那样，这种更高的功率是以可用能量为代价的。”

其中的方式热能储存使用会影响其性能。科学家需要考虑以下问题：如何最好地利用存储的能量来使建筑居民保持舒适，或用于诸如将电子设备保持在安全温度下之类的不同应用中。

“哪种方法最适合我，我的应用程序将取决于要求。我需要存储多少存储空间，放电需要多长时间？” 马赫维说。“该框架将使我们能够优化从材料到组件规模的储热系统，以提高功率密度，同时仍能获得尽可能多的可用容量。这将导致可在更广泛范围内使用的更高效的设备的应用程序。”

研究人员开发了一种计算机模型，以了解这些蓄热设备的各种设计折衷，包括需要高功率（快速释放能量）和低功率（缓慢释放能量）的那些。他们还建造了一个原型相变储热装置，在实践中说明了这种功率-能量的权衡。