مصرف روزافزون انرژی در دنیای امروز و مشکلات عمده زیست محیطی ناشی از آن موجب شده است تا تلاش برای توسعه انرژی های تجدیدپذیر و کاهش مصرف انرژی، به عنوان تلاشی برای بهبود مسائل زیست محیطی به دغدغه اصلی در تحقیقات نوین جهان تبدیل گردد. پیش بینی می شود تا سال 2050، هر ساله 8/1 درصد به مصرف انرژی جهانی و در نتیجه آن به آسیب های زیست محیطی در جهان افزوده شود. علاوه بر این، با افزایش شدید نیازهای سرمایش و گرمایش در بخش های مختلف صنایع و بخصوص نیاز به انرژی گرمایی در سراسر جهان، نیاز به فناوری مناسب که باعث بهبود عملکرد حرارتی در سیستم های مختلف شود، بسیار مهم به نظر می رسد. نتیجه این نیازها حرکت به طرف انرژی های تجدیدپذیر و کاهش مصرف انرژی های متعارف بوده است. از طرفی تکنولوژی های جدید مانند باتری ها و مواد دارویی وابستگی شدیدی به تغییر دما از خود نشان می دهند. استفاده از مواد تغییر فاز (PCM) برای استراتژی های ذخیره انرژی حرارتی در سیستم های مختلف و شاخه های مختلف صنایع در صورتی که با انتخاب صحیح و آگاهانه همراه شود، می تواند الزامات بالقوه و نیازهای حرارتی را برآورده سازد. مقاله تحقیقاتی حاضر، مروری را بر روش های مدیریت انرژی با کمک PCMها و قابلیت های کلیدی این مواد، ارائه می دهد. همچنین به بررسی پیشینه PCM ها در صنایع مختلف می پردازد. استفاده از PCM ها در کاربردهای ساختمانی، باتری ها، سیستم های گرمایش آب خانگی و سایر کاربردها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خلاصه ای از PCM های مورداستفاده، خواص مربوط به آن ها، مشکلات و راه کارهای استفاده از این مواد، سازندگان و آزمایش های مورد نیاز برای بررسی آن ها، ارائه شده است.

هیدروژن در سال های اخیر به عنوان یک سوخت پاک برای سیستم های انرژی آینده به رسمیت شناخته شده است. ذخیره سازی و استفاده از هیدروژن به عنوان یک جایگزین مناسب برای سوخت های فسیلی حائز اهمیت می باشد. در بین روش های ذخیره سازی هیدروژن، هیدریدهای فلزی با داشتن ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن مناسب ایمنی بالا، گزینه ی مناسبی می باشند. در این مطالعه، یک مخزن در مقیاس بزرگ  یکپارچه شده با ماده تغییر فاز دهنده برای افزایش دمای خروجی سیال انتقال گرما، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای شبیه سازی، از روش المان محدود برای حل معادلات پیوستگی، ممنتوم و انرژی استفاده شده است. فرآیند تغییر فاز ماده تغییر فاز دهنده، با استفاده از روش ظرفیت گرمایی ظاهری مورد بررسی قرار گرفته است. دمای ورودی سیال انتقال گرما 300 کلوین و ضخامت ماده تغییر فاز دهنده 20 میلی متر در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که زمان جذب در حضور ماده تغییر فاز دهنده 35 درصد نسبت به حالت بدون ماده تغییر فاز دهنده افزایش می یابد. همچنین سیال انتقال گرما با اُفت دمای 20 کلوین در مدت زمان 7000 ثانیه همراه می باشد.

نیاز روز افزون بشر به انرژی، محدودیت منابع انرژی، آلودگی هوا بر اثر انتشار گازهای آلاینده ناشی از احتراق سوخت های فسیلی، و گرم شدن زمین همگی از مواردی هستند که صرفه جویی و مصرف بهینه انرژی را اجتناب ناپذیر می کنند. یکی از راه های پیش رو خیره سازی انرژی در دسترس و استفاده از آن در مواقع مورد نیاز است. ذخیره سازی سرمای شب و استفاده از آن برای تهویه هوای روز در مناطق کویری که اختلاف دمای شب و روز قابل ملاحظه است، در کنار سیستم های تهویه متداول و پرمصرف یا به جای آن، یکی از فرصت های صرفه جویی در مصرف انرژی است. در این پژوهش یک مدل یک بعدی برای حل یک سامانه ریژنراتور بستر ثابت حاوی پلی اتیلن گلیکول 600 به عنوان ماده تغییر فاز ارائه، و نتایج حاصل از حل آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است.

مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) در آبگرمکن های خورشیدی برای ذخیره مقدار اضافی انرژی گرمایی موجود در طول ساعات آفتابی می تواند استفاده شود. هدف از مطالعه ی حاضر، بررسی عملکرد سیستم آبگرمکن خورشیدی با لوله ی گرمایی، به همراه سیستم ذخیره ی انرژی حاوی مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) است. در این مطالعه یک مخزن گالوانیزه استوانه ای با کویل دوگانه ی مارپیچ و حاوی PCM، به عنوان یک واحد ذخیره ی انرژی گرمایی عمل می کند. از پارافین به عنوان PCM و از آب به عنوان مایع انتقال حرارت (HTF) برای انتقال گرما از مخزن آبگرمکن به لوله های مارپیچ و از آنجا به مخزن ذخیره ی انرژی، استفاده می شود. آزمایشات فرآیند شارژ و تخلیه در روزهای آفتابی و در شرایط عملیاتی واقعی انجام می شود. اهمیت تغییرات دمایی مایع انتقال حرارت HTF و ماده ی تغییر فاز دهنده PCM و نیز بازه ی تغییرات، مورد بحث قرار گرفته و متغیرهای عملکردی انرژی شارژ و تخلیه و بازده انرژی حرارتی مورد مطالعه واقع شده است. بازده شارژ محاسبه شده، %7/75 و بازده واحد ذخیره-ی انرژی برای فرآیند تخلیه، %61.1 بدست آمد. PCM، 2700 کیلوژول گرما را در 70 دقیقه برای دمای ورودی HTF 80 درجه ی سانتیگراد در حین شارژ، ذخیره کرد و 1650 کیلوژول گرما را در 50 دقیقه در دمای HTF ورودی 25 درجه سانتیگراد و 42 لیتر در دقیقه در واحد ذخیره، تخلیه ی انرژی کرد. از آزمایشها مشخص شد که PCM، عملکرد سیستم را، با افزایش بازده انرژی شارژ و راندمان حرارتی مخزن ذخیره ی آب گرم، بهبود می بخشد.

هدف این پژوهش طراحی مخازن ذخیره انرژی با استفاده از PCM در سیستم هواساز می باشد که PCM جزئی از سیستمِ پمپِ حرارتی بوده و به طور مستقیم به هواساز متصل می باشد. از روش شبیه سازی و مدل سازی از طریق کدنویسی در نرم افزار، تحلیل پارامتریک، همچنین معرفی و ارائه پیشنهاداتی جهت به کارگیری PCM مناسب برای ذخیره سازی و کاهش مصرف انرژی در ساختمان و بررسی عملکرد مبدل حرارتی که در ذخیره سازی گرمای نهان با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده تاثیرگذار می باشد، پرداخته شده است. در این مقاله ابتدا بارهای حرارتی و برودتی با استفاده از نرم افزار Carrier محاسبه شده و در ادامه به شبیه سازی فرآیند سرمایشی و گرمایشی پرداخته شده است. در نهایت از مواد تغییر فاز دهنده در حالت های مختلف برای ذخیره سازی انرژی در فرآیندهای سرمایش و گرمایش استفاده شده و در نرم افزار EES شبیه سازی شده است. پس از آنالیز مدل سازی با حداقل دمای C° 5-و حداکثر دمای C° 38 در نظر گرفته شده و در شرایط و حالت های مختلف، از مناسب ترین گزینه برای حالت مخزن PCM در فرآیند گرمایش در دمای ورودی C° 35 با به کارگیری از 20 لوله در هر ردیف و حالت مخزن PCM در فرآیند سرمایش در دمای ورودی C° 10 و با به کارگیری 22 لوله در هر ردیف انتخاب نمود.