2023臺灣能實作競賽 大專綠能循環經濟組 銀獎

李奕靜、滕曼雯、李韻如、王心盈

中原大學 機械工程學系

 

指導老師

翁輝竹 教授

中原大學 機械工程學系

 

■ 作品運作說明

運用菲涅爾透鏡來進行聚光，以加熱環形鰭片，使得環形鰭片能夠均勻且快速地加熱相變材料，讓相變材料由固態轉變為液態。

此設計有別於傳統僅靠儲水槽進行儲熱，係直接利用兩相變化間的熔化焓將熱能儲存於吸熱體周遭的相變材料，當熱能不足時再利用管路中的熱媒與相變材料進行熱交換，將儲存的熱能釋放出來使用。

■ 創意特色說明

有別於傳統僅靠儲水槽進行儲熱，本作品於吸熱體周遭設置相變材料，太陽能集熱器的儲熱方式便由顯熱儲能改為潛熱儲能，由於在相同的體積下，能夠儲存更多的熱能，因此能夠縮小儲熱空間。

此外，將環形鰭片放置在相變材料中，並經由加熱模擬可得知，有安裝鰭片的相變材料熔化地更快速且均勻，除了可減少熱交換次數，避免熱損失，進而提高熱傳導性能外，這也表示有安裝鰭片的相變材料擁有更高的再生能源使用率。

■ 發展潛能說明

期望太陽能相變儲能可以與其他儲能技術相結合，實現能源系統的多元化和整合管理，以滿足不同應用場景的需求。隨著技術成熟和成本下降，太陽能相變材料儲能有望進一步商業化應用，推動再生能源的普及和能源轉型。