相变材料（PCM）在可再生能源储存应用中展现出巨大潜力，有效解决能源供需不匹配问题。

PCM作为储能材料，具备吸收和释放热量的特性，广泛应用于建筑、废热回收、温度调节、智能纺织、电池热管理、微电子温度控制、光伏热应用、空间和地面热储存、温室温度管理等。

有机、无机或共晶混合物的PCM根据特性选择，熔点、潜热、导热性、毒性、可燃性、成本和可用性是关键考量因素。准确预测热导率对PCM充放电热能存储效率至关重要。

大多数PCM热导率较低，尤其是有机化合物，提高热导率是PCM存储应用的重要设计标准。常用传热增强方法包括使用翅片、插入高导热材料、多管、微封装或宏封装。

太阳能热水器采用PCM可显著提高效率，减少二氧化碳排放。基于PCM的太阳能热水器相比传统型号，吸收更多热量，避免储水温度波动。PCM填充在加热器底部支撑热水器。

聚光太阳能发电（CSP）利用PCM进行热能储存，美国和西班牙已运行PCM集成CSP发电厂。PCM在非高峰时段加热存储，高峰时段泵入蒸汽发生器发电，冷却后循环使用。

在应用中，PCM的充电和放电速率直接影响其商业可行性，而热导率是决定性能的关键因素。