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太阳能跨季节蓄热相变材料的凝固实验研究
随着全球气候变化和环境污染日益严重，新能源的重要性被逐渐凸显。太阳能作为一种清洁、无限的能源，被人们所关注。但是，由于太阳能的受供应周期性变化，使得其受限制。因此可以通过太阳能跨季节蓄热实现解决。太阳能跨季节蓄热就是在太阳能供应的充足期间将它储存下来，在低谷期间取用，实现太阳能能源的长效利用。相变材料是其中一种可行的蓄热材料，具有良好的学术研究基础和工程应用前景。这篇论文的目的是实验研究太阳能跨季节蓄热相变材料的凝固实验。
一、相变材料的基本知识
相变材料是在其相变温度过程中能够吸收或释放巨大潜热的一类物质。其中，固-液相变材料最适合作为太阳能跨季节蓄热材料。其蓄热过程中所需吸收热量会使其从固态到液态转变，释放热量时则由液态到固态，使得它能够在相变点附近实现高能量密度、稳定可靠的热储存和释放。相变材料的典型代表，如十二烷基硫酸钠则具有高热值、化学性能稳定性好、无毒环保、价格便宜等优势。这些优点使得相变材料具有良好的应用前景。
二、西安交通大学的研究成果
随着太阳能的高峰时段主要是在夏季，其余季节的太阳能转化效率较低。如何保留夏季热量，并在冬季释放出来，则成为了太阳能利用的难点。为了解决这种现象，西安交通大学工程师利用相变材料实现了太阳能的跨季节储存。他们采用了40%十二烷基硫酸钠水合物（SodiumDodecylSulfateHydrate）相变材料，成功地实现了太阳能的跨季节转化。
三、实验研究
本文所述实验基于YY/S503-2004以及GB/T51086-2015规范，设计并制作了一种新型的太阳能相变储热装置。该装置主要由储热罐、太阳热板、风扇、温控系统和实验测量系统等组成。装置制作完成后，在太阳充分照射下，在室内环境条件下，对相变材料的凝固过程实施实验研究。
实验结果表明，当温度降至相变温度点时，相变材料会迅速从液态转变为固态，吸收一定数量的热量。同时，在之后的升温过程中，相变材料则会释放出吸收的热量。当相变材料完全凝固时，其释放的热量约为吸收热量的4倍。这种方法可以实现太阳能跨季节的无损储存和有效利用，从而为太阳能的长周期利用提供了一种新的途径。
四、结论
太阳能作为一种绿色、可再生的能源，逐渐成为人们追求的目标。在利用太阳能的过程中，相变材料的应用可实现太阳能的无损储存和有效利用，为跨季节利用了太阳能提供了新的途径。该实验通过对相变材料凝固实验的研究，为太阳能跨季节储存的研究提供了理论和实践基础。