基于太阳能光热发电的热化学储能体系研究进展
热化学储能技术研究及其在新能源领域中的应用
热化学储能技术研究及其在新能源领域中的应用随着全球对于清洁能源的需求越来越高，新能源科技的研究和开发也成为了当前热门的领域。
热化学储能技术作为一种能够实现清洁能源高效存储的技术，正在受到越来越多的关注和投入。
热化学储能技术，是指利用化学反应的热效应将能量转化成化学键能，从而实现储存和释放能量的技术。
其主要通过吸放热化学反应实现能量储存和释放。
该技术具有能量密度高、输出功率大、稳定性好、可应用性广等特点，并且不会产生碳排放等环境问题，因此其在新能源领域中的应用前景十分广阔。
热化学储能技术的原理比较复杂，主要包括三个方面：化学反应、传热过程、储能系统设计。
其中，化学反应是储能的核心过程，而传热过程决定了储能系统的热效率。
储能系统设计则要考虑电池的运行原理和性能参数等因素。
热化学储能技术主要包括两种类型：化学吸附和化学反应。
在化学吸附储能中，热能被吸附剂吸收，在需要时再通过加热或减压等方式释放热能，从而实现能量储存和释放。
而在化学反应储能中，则是通过化学反应使储能材料的化学键发生变化，吸收或释放热能，完成能量转化和储存。
热化学储能技术的应用领域十分广泛，主要包括太阳能、风能、地热能等可再生能源的储能，以及工业生产过程的储能，如电池、汽车、工业热能等。
在太阳能领域，热化学储能可通过太阳热能吸收，实现能量的储存和运输，从而可以实现24小时不间断的太阳能利用。
在风能领域，热化学储能可通过风能的转换，实现能量的储存和利用，从而解决风力发电的不稳定性和间歇性问题。
在地热能领域，热化学储能可通过地热能的收集、储存和利用，实现对地热能的高效运用。
总之，热化学储能技术以其高效、环保等优势，正在成为新能源领域中备受关注的一种技术。
热化学储能技术的研究应加强其系统化和应用化，提高其技术水平和市场竞争力。
同时，政府应加大对热化学储能技术的投入力度，为其在促进清洁能源发展和满足社会多元化的能源需求方面，发挥更大的作用。
太阳能蓄热技术研究进展
最具经 济竞 争力 的可再 生 能源发 电技 术 ，太 阳能集 热
器 把 收 集 到 的 太 阳 辐 射 能 经 热 交 换 器 转 变 为 过 热 蒸
汽 ， 传 统 的 电力循 环 来 产 生 电能 ， 有 技 术成 熟 、 用 具 发
电成 本 低 和 容 易 与 化 石燃 料 形 成 混 合 发 电 系统 的优
全性 要 求 ， 且存 在 投 资较 大 、 体效 率 较 低等 问题 ， 整 目
前还 没有得 到实 际应用 。
１４ 影 响蓄热装 置 的因素 ．
相反 。 了避免 冷热 流体 的混 合 ， 以采用一种 分层设 为 可 备来确 保进 入储 热 系统 中的流体 在一 个 与它温 度相 一 致 的水平层 内。表 ２为太 阳能发 电站 中的液体介质闭 。
太 阳 能 蓄热 根据 储 热 机 制 的 不 同可 分 为 显 热 蓄
热、 潜热 蓄热 与化学 蓄热 。
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发 电 技 术
应用 价值 ， 但是 这种 材料 的反应 过程 复杂 ， 有一 定 的安
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因此 在太 阳能 系统 中设置 蓄热 装置 是最 有效 的方 法
之一 。通过 太 阳能蓄 热系统 可 以将 太 阳能 多余 的热 量 暂 时储存 起 来 ，等 到 没有 日照或 阴雨 天气 时再 将 这部
分热量 释放 出来供 汽 轮机发 电 ，从 而保 证整 个发 电系 统 电力的平 稳输 出 ， 同时还 可 以起到 削峰 填谷 的作 用 。 而电力在 其 它可再 生能 源 ，如光伏 发 电 中 的储 存 代价
太阳能光热利用技术研究
太阳能光热利用技术研究太阳能光热利用技术作为可再生能源的一种重要形式，日益受到人们的关注和重视。
在当前全球温室气体排放增加，能源消耗急剧增长的背景下，太阳能光热利用技术被认为是解决能源危机和环境问题的有效途径之一。
本文将就太阳能光热利用技术的研究进展和应用前景展开讨论。
一、太阳能光热利用技术概述及原理太阳能光热利用技术是指利用太阳能的光热转换性质进行能量转换和利用的过程。
其原理基于太阳能的辐射和吸收。
太阳辐射穿过大气层到达地球表面后，可以通过吸收和反射产生热量。
太阳能光热利用技术主要包括太阳能热水器、太阳能供暖和太阳能发电等多个方面。
1. 太阳能热水器太阳能热水器是太阳能光热利用技术的一种常见应用形式。
其基本原理是通过太阳能热能将水加热到适宜的温度，供人们日常生活使用。
太阳能热水器由太阳能集热器、储存水箱和管道系统组成。
太阳能集热器将太阳辐射转化为热能，传递给水箱中的水，供人们使用时将热水抽出即可。
太阳能热水器广泛应用于房屋、酒店、游泳池等场所，具有绿色环保、经济实用的特点。
2. 太阳能供暖太阳能供暖是指利用太阳能光热转换为热能来供应室内供暖的一种技术。
其原理是通过太阳能集热器将太阳辐射转化为热能，然后通过热传导、辐射等方式将热能传递给室内。
太阳能供暖系统主要包括太阳能集热器、热传输管道和室内散热器等组成。
太阳能供暖技术可以在节能减排的同时为用户提供舒适的居住环境，对于大气污染和碳排放的减少具有重要意义。
3. 太阳能发电太阳能发电是太阳能光热利用技术中的重要领域，其原理是通过太阳能光照辐射使光伏电池中的太阳能光子产生光电效应，将光能转化为电能。
太阳能发电系统主要由太阳能光伏电池组件、负载调节器和储能装置等组成。
太阳能发电技术具有可持续发展、分布式供电等优势，能够广泛应用于农村地区、偏远地区以及电力不足的地方，为能源结构优化和能源供应问题提供新的解决方案。
二、太阳能光热利用技术的研究进展太阳能光热利用技术的研究在过去几十年取得了显著的进展。
太阳能技术的研究与发展趋势
太阳能技术的研究与发展趋势太阳能作为可再生能源的重要组成部分，对于解决能源紧缺和减少环境污染具有重要意义。
随着科技的不断进步和创新，太阳能技术的研究和发展取得了显著的进展。
本文将从太阳能电池技术、太阳能光热技术和太阳能储能技术三个方面，探讨太阳能技术的研究与发展趋势。
一、太阳能电池技术太阳能电池作为太阳能利用的核心技术之一，其研究一直是太阳能领域的热点。
当前，太阳能电池主要有多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池和染料敏化太阳能电池等类型。
然而，传统太阳能电池在成本、效率和稳定性方面仍然存在一些问题。
为了提高太阳能电池的效率，研究人员致力于开发新型材料和结构设计。
例如，有机太阳能电池利用有机材料代替传统半导体材料，具有低成本、可弯曲性等优势。
此外，钙钛矿太阳能电池由于其高效率和相对低成本，也成为当前研究的热点。
随着新材料的不断涌现和技术的不断突破，未来太阳能电池的效率有望进一步提高。
二、太阳能光热技术太阳能光热技术通过将太阳能转化为热能，广泛应用于供暖、热水和工业生产等领域。
目前，太阳能光热技术主要有平板集热器、真空集热管和抛物面反射器等类型。
然而，太阳能光热技术的应用仍然受到技术和成本的制约。
为了提高太阳能光热技术的效率，研究人员正在探索新的材料和系统设计。
例如，纳米材料具有较高的光学吸收能力和导热性能，可以用于提高光热转换效率。
此外，集成太阳能光热系统和储能技术，可以实现能源的持续供应和利用。
三、太阳能储能技术太阳能储能技术是解决太阳能波动性和不稳定性的关键问题。
当前，太阳能储能技术主要有电池储能、热储能和化学储能等方式。
然而，目前的太阳能储能技术仍然存在成本高、效率低和可靠性差等问题。
为了解决太阳能储能技术面临的挑战，研究人员正在开发新的储能材料和系统。
例如，利用钠离子电池、钾离子电池和锂硫电池等新型电池技术，可以实现高性能和低成本的储能方案。
此外，研究人员还探索利用化学反应和相变材料等方式，提高太阳能储能的效率和可靠性。
光热发电技术研究进展与应用分析
光热发电技术研究进展与应用分析近年来，随着对可再生能源需求的不断增加，光热发电技术作为一种潜力巨大的清洁能源解决方案备受研究者们的关注。
本文将对光热发电技术的研究进展和应用进行深入分析。
一、光热发电技术概述光热发电技术，也被称为集中式太阳能发电技术，是利用太阳能将光能转化为热能，再将热能转化为电能的一种发电方式。
光热发电技术集中反射和聚集太阳光，将其转化为高温热能，进而带动液体工质循环驱动涡轮机产生电能。
该技术具有高效、可持续、环保等诸多优点。
二、光热发电技术的研究进展1. 系统效率的提升随着科技的不断进步，光热发电技术的系统效率不断提高。
传统的光热发电系统利用平面镜或反射器将阳光聚焦在一个集热管上，这种方式存在供能不稳定和光吸收效果不佳的问题。
现代的光热发电系统采用了更先进的折射镜和热电转换材料，大大提高了系统的效率。
2. 高温储热技术的应用光热发电技术中的一个关键环节是热能的储存。
传统的光热发电系统通常将热能储存在蓄热剂中，但由于蓄热剂的温度上限限制了系统的效率。
近年来，研究者们开始探索高温储热技术的应用，例如采用相变材料和化学反应储热技术，使得光热发电系统可以在更高温度下工作，从而提高发电效率。
3. 光热发电技术与其他能源技术的结合为了进一步提高光热发电技术的效率和可靠性，研究者们开始将光热发电技术与其他能源技术结合起来。
例如，结合光伏发电技术可以使光热发电系统在不同光照条件下仍能稳定发电；结合传统火力发电技术可以实现连续供能；结合储能技术可以解决光热发电系统在晚上或阴天的发电问题。
三、光热发电技术的应用分析1. 电力领域光热发电技术在电力领域的应用潜力巨大。
光热发电系统可以灵活配置，适应不同规模的电力需求。
在一些发电需求较大的地区，光热发电系统可以作为主要的电力供应方式，为当地居民提供清洁可靠的电力。
2. 工业领域工业领域对电力需求较大，光热发电技术可以在一定程度上满足这些需求。
光热发电系统可以用于工业生产中的热能需求，以及驱动机械设备。
太阳能高温热化学储能技术发展现状及科学问题
太阳能高温热化学储能技术发展现状及科学问题目前，太阳能高温热化学储能技术已经取得了一定的进展，但仍存在一些科学问题待解决。
太阳能高温热化学储能技术是指利用太阳能将热能转化为化学能，并在需要时再将化学能转化为热能进行利用的技术。
这种技术可以实现能量的高密度储存和长期储存，并且具有较低的能量损失和环境影响。
目前，太阳能高温热化学储能技术主要包括太阳能热化学发生器和化学反应储能系统两个方面。
太阳能热化学发生器通过吸收太阳能将储能材料进行热解或还原反应，存储化学能量。
化学反应储能系统则通过反应装置将储能材料进行化学反应，释放热能供应能源需求。
目前常见的储能材料包括氢化物、氧化物、碳化物等。
然而，太阳能高温热化学储能技术仍然存在一些科学问题待解决。
首先，储能材料的稳定性是一个重要的问题。
由于高温条件下，储能材料容易发生腐蚀、损坏和衰减等现象，导致能量储存和释放效率降低。
因此，研究人员需要寻找更加稳定和耐高温的储能材料。
其次，如何提高储能系统的能量密度也是一个挑战。
太阳能高温热化学储能技术需要高温条件下进行反应，而高温环境会导致热损失和能量损失。
研究人员需要通过改进储能材料的设计和系统的热管理等方法，提高系统的能量密度，降低能量损失。
此外，太阳能高温热化学储能技术的成本也是一个关键问题。
目前，太阳能高温热化学储能技术的成本较高，主要原因是储能材料的生产成本和系统的运维成本较高。
研究人员需要通过改善材料制备工艺、提高设备效率等方法，降低技术的成本，推动其在商业应用中的广泛应用。
总之，太阳能高温热化学储能技术在能源储存领域具有巨大的潜力，但仍然面临着一些科学问题待解决。
通过解决这些问题，可以进一步提高太阳能高温热化学储能技术的能量密度、稳定性和经济性，促进其在可持续能源领域的广泛应用。
热化学储能技术的研究
热化学储能技术的研究热化学储能技术是一种将能量转化为化学能，并通过化学反应释放出来的储能方式。
随着新能源的发展，热化学储能技术引起了越来越多的关注。
本文将重点介绍热化学储能技术的基本原理、发展现状以及未来趋势。
一、基本原理热化学储能技术的基本原理是将化学反应所释放的热能存储在化学物质中。
当需要释放热能时，通过一定的条件（如加热、光照、电解等）来诱导化学反应，从而释放所存储的热能。
常见的热化学储能技术包括水热储能、相变储能、化学储能等。
二、发展现状目前，热化学储能技术已经在多个领域得到了广泛应用。
例如，太阳能和风能等不稳定的新能源，可以通过热化学储能技术来实现储存，以便在需要时释放。
此外，热化学储能技术还可以应用于汽车行业、建筑领域、航空航天等领域。
例如，汽车可以通过燃料电池来获取更高效的能源，并通过热化学储能技术来储存剩余的能量，以备不时之需。
三、未来趋势未来，热化学储能技术将会得到更广泛的应用。
例如，在能源存储和电网平衡方面，热化学储能技术可以实现高效的能源管理。
此外，在建筑领域，热化学储能技术可以将夏季的高温能量储存起来，以供冬季的取暖使用。
未来还将有更多的热化学储能技术得到开发，例如通过控制微观结构来实现更高效的热化学反应。
此外，热化学储能技术也可以与其他技术相结合，例如与物联网技术、智能控制等技术相结合，来实现更智能化的能源管理和分配。
总之，随着新能源的发展和能源储存技术的不断完善，热化学储能技术将会得到更广泛的应用。
在未来的发展趋势上，它将会越来越高效、便捷、智能。
我们期待着这项技术带来的更多惊喜和发展。
太阳能显热储热技术发展现状201101
太阳能显热储热技术发展现状韩智香1，李芃2，仇中柱3(1,2.同济大学机械工程学院，上海201804；3.上海电力学院，上海200090)摘要：太阳能储热形式一般可分为显热储热，潜热储热和化学反应储热。
显热储热技术是发展最早、最为成熟的技术，是唯一一种应用到太阳能电站的储热方式。
本文总结了出现在文献和发电站的显热储热材料，重点介绍了高温混凝土储热的研究现状，包括其材料，模拟，测试实验和实际应用。
详细分析了混凝土储热块的传热模型，介绍了有限元分析方法在储热系统瞬态特性模拟中的作用。
关键词：储热；太阳能；显热；有限元法Abstract: According to the storage media, storage systems are classified as sensible heat storage, latent heat storage and chemical heat storage. Sensible heat storage is the earliest and the most mature technology, and only the sensible heat storage have been actually used in real solar power plants. In this paper, all sensible heat storage materials considered in literature or plants are listed，the detailed information of high-temperature concrete storage is presented, including materials, simulation, test and real application. The heat transfer model of solide heat storage is presented in detail, and the effect of a finite element method (FEM)analysis for a segment of a storage pipe with solide storage material is introduced.Keywords: Thermal energy storage; solar energy; sensible heat; finite element method0 序言太阳能热发电技术是一项缓解全球能源危机的重要技术。
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第48卷第7期2019年7月Vbl.48No.7Jul.2019热力发电THERMAL POWER GENERATION基于太阳能光热发色的热化学储能体糸研克进很汪德良，张纯，杨玉，张磊，白文刚，李红智，姚明宇(西安热工研究院有限公司，陕西西安710054)［摘要］太阳能光热发电对缓解化石能源的紧张和减少碳排放具有深远的意义，大规模高温储热是太阳能光热发电的关键，热化学储能由于储能密度高等优势在太阳能光热发电领域具有广阔的应用前景。
本文综述了热化学储能的基本原理和特点，详细介绍了几种有前景的热化学储能体系及其研究现状，其中包括金属氢化物储能体系、碳酸盐储能体系、氢氧化物储能体系、金属氧化物储能体系等，并总结了各种储能体系现存的问题。
最后，针对热化学储能存在的问题，指出了未来热化学储能的研究方向。
［关键词］太阳能；光热发电；储能；储热；热化学储能；研究进展［中图分类号］TK519;TM615［文献标识码］A［DOI编号］10.19666/j.rlfd.201904079［引用本文格式］汪德良，张纯，杨玉，等.基于太阳能光热发电的热化学储能体系研究进展［J］.热力发电，2019,48(7):1-9. WANG Deliang,ZHANG Chun,YANG Yu,et al.Research progress of thermochemical energy storage system based on solar thermal power generation［J］.Thermal Power Generation,2019,48(7):1-9.Research progress of thermochemical energy storage systembased on solar thermal power generationWANG Deliang,ZHANG Chun,YANG Yii,ZHANG Lei,BAI Wengang,LI Hongzhi,YAO Mingyu(Xi'an Thennal Power Research Institute Co.,Ltd.,Xi*an710054,China)Abstract:The solar thermal power generation is of great significance to alleviate the shortage of fossil energy and reducing carbon emissions,while large-scale high-temperature thermal storage is the key to solar thermal power generatioii.Thermochemical energy storage has broad application prospects in the field of solar thennal power generation due to its high energy storage density.In this paper,the basic principles and characteristics of thennochemical energy storage are reviewed.Several promising thermochemical energy storage systems and their research status are introduced in this paper,including metal hydride energy storage system,carbonate energy storage system,hydroxide energy storage system and metal oxide energy storage system.The existing problems of various energy storage systems are also summarized.Finally,the future research direction of thermochemical energy storage is also pointed out based on the existing problems.Key words:solar energy,solar thermal power generation,energy storage,thermal energy storage,thermochemical energy storage,research progress随着社会经济的发展，人们对电力的需求与日为主的火力发电会向大气中排放大量的粉尘、氮氧俱增。
我国目前电力主要依赖于火力发电，以燃煤化物、硫氧化物和重金属等污染物和二氧化碳等温收稿日期：2019-04-14基金项目：国家自然科学基金项目(51706181,51806172)；国家重点研发计划项目(2018YFB1501004)；中国华能集团有限公司总部科技项目(HNKJ15-H07)；西安热工研究院有限公司研究开发基金(ZD-18-TYK13)Supported by：National Natural Science Foundation of China(51706181,51806172);National Key Research and Development Program(2018YFB1501 004);Science and Technology Project of China Huaneng Group Co.,Ltd.(HNKJ15-H07);Research and Development Foundation ofXi*anThermal Power Research Institute Co.,Ltd.(ZD-18-TYK13)第一作者简介：汪德良(1965-),男，硕士，正高级工程师，西安热工研究院有限公司副总经理(副院长)，中国电机工程学会火电专委会新能源2热力发电2019年室气体，给生态环境带来严重危害【I】。
太阳能是太阳内部发生核聚变释放出的能量，利用太阳能发电可以减少煤炭、石油和天然气等化石能源的使用，减少污染物的排放。
太阳能发电主要有2种形式：一种是光伏发电，利用半导体电子元器件的光生伏特效应，将吸收太阳光辐射能直接转化为电能；一种是光热发电，通过太阳能加热水或者其他工质将太阳辐射能转换为热能再转化为电能。
太阳能发电因具有来源广、运行费用低、不污染环境等优点而受到广泛关注，通过太阳能发电的大规模应用，可以降低我国能源消费结构中化石能源的比重，改善能源结构。
1储能和热化学储能太阳能具有间歇性和不稳定，难以持续稳定供应。
单纯的太阳能光热发电在广泛应用前仍有许多问题亟待解决，其中实现太阳能高效、稳定和大规模的储存，保证持续稳定供给是太阳能光热发电技术的关键。
根据热量存储原理的不同，可以将储能系统分为显热储能、潜热储能和热化学储能3种类型［2］。
3种储能系统的特点和对比见表12］。
显热储能是通过储能介质温度的变化实现能量的存储，加热储能介质提高其温度，从而将热能储存其中，主要的储能介质有高温混凝土、高温熔盐等。
显热储能是目前太阳能热发电领域技术成熟度最高、应用最广泛的储能形式，是主流的太阳能热发电储能技术［I潜热储能主要是通过储能介质发生相变吸收和释放能量实现能量的存储和释放，主要的储能介质有熔盐和金属相变材料心］。
热化学储能主要是基于一种可逆的热化学反应，通过可逆反应的吸热和放热进行能量的存储和释放2】，其化学反应通式为C+AH一A+B（1）在热化学储能过程中，热量通过正反应即吸热反应存储起来，并通过逆反应即放热反应释放。
在吸热阶段，反应物C吸收热能后发生分解，转化为产物A和B；在放热阶段，产物A和B作为反应物混合后发生反应，转化为产物C,同时释放出热量，反应物和反应产物都可以在环境温度或者工作温度下存储Ph表1储能系统的特点与对比Tab.l Characteristics and comparison of the thermal energy storage systems 项目显热储能潜热储能热化学储能体积密度低，约50(kW h)/m3中，约100(kW h)/m3高，约500(kW-h)/m3质量密度低，约0.02~0.03(kW h)/kg中，约0.05~0.1(kW・h)/kg高，约0.5-1(kW-h)/kg 储能温度储能阶段温度储能阶段温度环境温度储能周期有限（热损失）有限（热损失〉无限长（理论上）运输短距离短距离无限远（理论上）成熟度工业应用阶段中试阶段实验室阶段技术复杂程度简单中等复杂由表1可以看出，热化学储能具有以下优势：1）储能密度高，热化学储能密度比显热储能密度高1个数量级；2）热化学储能可以在环境温度下进行，由于没有热损失，储能周期理论上无限长；3）可以长距离运输。
相对于显热储能和潜热储能,具有上述优势的热化学储能成为太阳能转化和存储极有前景的形式，可以实现热能的持续供应，保证太阳能光热电站的连续稳定运行［現2热化学储能体系目前的热化学储能体系中主要有金属氢化物储能体系、碳酸盐储能体系、氢氧化物储能体系、金属氧化物储能体系、氨储能体系和有机物储能体系等，中高温热化学储能体系分类和代表性反应物如图1所示％中高温热化学储能体系（300~1100-C）oMgH2PbCO3Mg(OH)2CaH2CaCO3Ca(OH)2o o0BaO2NH4HSO4CH4/H2OCo3O4nh3ch4/co2c6h12图1中高温热化学储能体系分类和代表性反应物Fig.l Classification and representative reactants of medium/ high temperature thermochemical energy storage system第7期汪德良等基于太阳能光热发电的热化学储能体系研究进展3表2为常见热化学储能体系的性能与反应温度比较。
目前国内外对于热化学储能体系的研究主要集中在储能材料的改性与优化，包括在储能材料中掺入不同的添加剂改善储能材料的循环性能、储能系统的设计、反应器设计等方面；除实验研究以外,基于计算机的数值模拟也被用于热化学储能体系研究，建立了多种传热传质模型并进行了模拟计算。
表2常见的热化学储能体系的性能与反应温度比较Tab.2Performance and reaction temperature of common thermochemical energy storage systems热化学储能体系反应式储能密f i/((kW-h)m-3)反应asrc 金属氢化物储能体系MgH2+AH r<->Mg+H2580250-500碳酸盐储能体系CaCO3+AHr*->CaO+CO2692700-1000氢氧化物储能体系Ca(OH)2+AHr^CaOH20437410-550金属氧化物储能体系2Co3O4+AHr*->6CoO+O2295700-850氨储能体系2NH3+AHk>N2+3H2745400-700有机物储能体系CH4+CO2+AH r^2C(X2H27.7605-9052.1金属氢化物储能体系金属氢化物的储能原理是利用某些金属具有与氢气发生反应的能力，在合适的温度和压力条件下，金属与氢气反应生成金属氢化物，同时放出大量的热［1］；在合适的温度和压力条件下，金属氢化物受热分解，吸收大量的热，释放出氢气【I】。