随着全球对清洁能源需求的增长,如何高效储存和利用热能成为科学家探索的重要课题。立陶宛考纳斯理工大学(KTU)的最新研究表明,土壤可以作为一种高效的热能储存介质,将多余能量储存于地下,并在需要时释放,为能源管理提供了创新解决方案。
研究团队最初尝试利用风能产热而非发电,意外发现液压系统的能量损耗可转化为可用热能。然而,热能输送过程中的损失成为关键挑战。为优化储热效率,研究人员在表层土壤中设置人工热源,观察热量扩散规律。实验表明,当土壤受热至水分蒸发时,相变过程能显著提升储热能力。蒸汽在土壤中的移动不仅实现了热量的均匀分布,还能精准控制温度变化。这一发现为区域供热网络的平衡、电网过载的缓解,甚至建筑与街道的独立储热系统提供了可能。
进一步研究发现,地下储热效率远超预期,且类似原理可应用于制冷。通过实验室测试和全年监测,团队证实建筑下方的土壤能被动储存热能,减少热量流失并提升能源利用效率。数值模拟还显示,采用隔离土壤层可降低供暖能耗,若结合化石燃料或生物质热源,还能进一步减少碳排放。
目前,研究人员正致力于开发小型原型系统,优化热量分配方法,并计划整合钻孔、桩基等地下热交换技术,推动该方案在工业和住宅领域的实际应用。这项技术不仅为能源储存提供了新思路,也为全球减排目标贡献了潜在解决方案。土壤储热的突破,或将成为未来绿色能源体系的重要一环。