相变储能材料和相变储能技术
综合能源九大关键技术
综合能源九大关键技术前言：当信息技术革命与能源转型携手一次次打破传统能源服务的壁垒时，综合能源服务走进了大众视野，并逐渐成为了未来能源社会不可或缺的中坚力量。
综合能源服务产业链涉及内容十分广泛，从前期能源系统的设计与规划，到能源传输与转换过程中的智能调控与存储，再到需求侧的数字化管理与能效优化等等，将能源领域的各行各业进行了深度融合，并对经济，环保，就业等诸多方面益处良多。
这其中供给侧能源设备与技术的选择，不仅是综合能源服务的底层环节，更是复杂综合能源系统的基石。
本文将从综合能源服务的能源供给侧切入，为大家简要介绍一些该领域的关键设备与技术。
在之后的综合能源关键技术系列文章中，将对下文提到的九大关键技术进行详细的展开介绍，涉及包括技术原理简介，技术发展及成熟度，技术优势分析，技术经济性，政策现状背景，具体项目案例以及国内外发展对比在内的不同单元。
一．冷热电三联供 CCHP作为传统热电联产CHP的扩展，冷热电三联供CCHP不仅可以满足发电需求，同时释放的热量将成为副产品被回收利用，作为空间加热，水加热以及空间冷却的热源。
CCHP由燃气发动机，发电机，热交换器和吸收式冷却器组成。
燃气发电机肩负产热和产电功能，而废热将被输送到吸收式冷却器中，利用此产生冷却能。
该技术常常应用于建筑物的空调设备，而吸收式制冷机产生的电能与废热之比可以通过变化来满足特定的要求。
与独立的供热与电力系统相比，冷热电三联产系统不仅提高了能源效率，节约了能源，也降低了燃料和能源成本，因而更具有经济效益。
而CCHP与例如沼气等可再生能源的结合，也进一步促进了能源转型，同时通过二氧化碳减排为日益严重的温室效应做出贡献，潜力不容忽视。
二．电池技术 Battery近年来电池技术的研究越来越受到重视，仅在2019年上半年，世界各国对电池技术的投资就超过了14亿美元。
目前，电池领域中，不同类别的电池正在不同的应用场景中发挥优势。
电池技术的飞速发展也加快了全球能源转型的步伐。
相变储能PPT课件
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
相变储能材料
相变储能材料相变储能材料是一种能够在相变过程中储存和释放能量的材料。
相变是指物质由一个相态转变为另一个相态的过程，例如固体变液体、液体变气体等。
相变储能材料利用相变过程中释放和吸收的潜热来储存和释放能量，具有较高的能量密度和相对较长的储能时间。
相变储能材料主要包括两种类型：固液相变储能材料和固气相变储能材料。
固液相变储能材料是指能够在固液相变过程中储存和释放能量的材料。
常见的固液相变储能材料有蓄热水泥、蓄热石膏等。
这些材料在相变过程中会吸收大量的热量，从而达到储能的目的。
在储能时，这些材料被加热至相变温度以上，吸收热量并将其储存起来；在释放能量时，它们会释放出储存的热量，从而达到供热、制冷等目的。
固气相变储能材料是指能够在固气相变过程中储存和释放能量的材料。
常见的固气相变储能材料有液化气体、气体混合物等。
这些材料在相变过程中会吸收或释放大量的热量，并将其储存或释放。
在储能时，这些材料被加热至相变温度以上，吸收热量并将其储存为潜热；在释放能量时，它们会释放出储存的热量，从而达到供热、制冷等目的。
相变储能材料具有许多优点。
首先，相变储能材料具有高能量密度，能够在相对较小的体积中储存大量的能量。
其次，相变储能材料具有较长的储能时间，能够在相变过程中保持储存的能量，不易损耗。
此外，相变储能材料具有较高的热传导性能，能够有效地储存和释放能量。
相变储能材料在许多领域都有广泛的应用。
例如，它们可以用于建筑材料，以提供节能环保的供暖和制冷解决方案。
此外，它们还可以用于储能设备，例如相变储能电池，以提供持久的能量供应。
总之，相变储能材料是一种有着较高能量密度和相对较长储能时间的材料，能够在相变过程中储存和释放能量。
随着节能环保的需求不断增加，相变储能材料有望在各个领域得到更广泛的应用。
相变材料在储能技术中的应用
相变材料在储能技术中的应用随着能源需求的不断增加，能源储存技术的研究越来越重要。
相变材料是一种新型储能材料，具有高储能密度、长寿命、高节能等优点。
它的应用已经引起了越来越多的关注。
本文将介绍相变材料的基本原理、热力学过程、应用现状以及未来发展方向。
一、相变材料基本原理相变材料是指具有相变能力的物质。
它们在温度、压力、电场、磁场、电流等条件下发生相变。
相变是一种物理和化学变化，可以将物质从一个稳定平衡状态转化为另一个稳定平衡状态。
相变材料主要包括固态-固态相变、固态-液态相变和液态-气态相变等。
在固态-固态相变中，相变材料的晶格结构得到了重组，产生了不同的物理性质。
固态-液态相变是相变材料从固态转变为液态。
这种相变主要发生在金属和无机盐类等物质中。
液态-气态相变则是指相变材料从液态转变为气态，包括汽化和沸腾等过程。
相变材料的相变过程是热力学过程。
相变过程可分两个阶段进行：吸热阶段和放热阶段。
吸热阶段是指相变材料在相变过程中吸收热能，从而使温度升高。
放热阶段则是指相变材料从高温状态转变到低温状态，放出储存在相变中的热能。
相变材料的热力学性质是其储能能力的基础。
二、相变材料在储能领域的应用现状近年来，相变材料在储能领域得到了广泛的应用。
例如，相变材料储存冷能的技术可用于被动房屋的空调系统、电子设备散热等领域。
相变材料储存热能的技术也被应用于太阳能集热板、热泵、热能回收等各种系统中。
经典的相变材料是差热材料。
它们的相变峰值在零度附近，可以用来控制室温加热或冷却。
差热材料主要用于家用和商用空调设备以及个人计算机的散热控制等。
相变储能材料的应用具有很大的潜力。
其最大的优势是高储能密度和高效率。
相对于化学储能材料，相变储能材料具有更长的寿命和更高的放电效率。
相对于传统的储能方式，相变储能技术还有很大的改进空间，可以进一步提高效率和储能密度。
三、相变材料在储能领域的未来发展相变材料的应用前景十分广阔。
未来的发展方向包括：通过研究和设计新型相变材料，可以进一步提高储能密度和效率。
相变材料与相变储能技术
1980年
1989年
1991年
德国利用Na2SO4／SiO2制成高温蓄热砖， 并建立太阳能中央接收塔的储热系统。
1995年
Feldman等采用两种方法制备了相变储能 石膏板；日本利用不同含Si量的Al—Si合金 相变储能材料进行工业余热回收应用研究
Neeper对注入了脂肪酸和石蜡相变材料 的石膏墙板的热动态特性进行了测试 Hammou等设计了一个含相变材料的 混合热能储存系统
加，目前的纳米保温材料虽然给良好的保温增加 了希望，但如何在材料上加强研究，减少成本仍 然是相变储能技术研究的方向之一。 在相变机理方面的研究，一直进行得较缓慢。 热物性是相变材料应用的主要参数，而目前一些 相变材料的热物性(如比热容等)的测试数据较少， 尤其是相变材料经过多次熔化一凝固循环前后的 比热容等的热物性的变化情况几乎没有报道，在 这方面也是相变储能技术需要强化的环节。
但其存在两方面的不足一是过冷现象即物质冷凝到冷凝点时并不结晶而需到冷凝点以下的一定温度时才开始结晶同时使温度迅速上升到冷凝点导致物质不能及时发生相变从而影响热量的及时释放和利用二是出现相分离现象即当温度上升时它所释放出来的结晶水的数量不足以溶解所有的非晶态固体脱水盐或低水合物盐由于密度的差异这些未溶脱水盐沉降到容器的底部在逆相变过程中即温度下降时沉降到底部的脱水盐无法和结晶水结合而不能重新结晶使得相变过程不可逆形成相分层导致溶解的不均匀性从而造成该储能材料的储能能力逐渐下降
因此，可以看出，固—液相变是目前具有最大 实用价值的相变储能方式。对于相变储能来说， 这种固—液相变的熔化过程包括了共熔和转熔相 变和溶解。相变材料在熔化温度范围的熔化热是 可以利用的。在实际的系统中，由于没有达到热 动力学平衡，熔化和固化温度并不是恒定的。同 化温度与传热率、反应动能以及存在的杂质有关。 因此，相变储热(冷)能技术的基本原理是， 由于物质在物态转变(相变)过程中，等温释放的 相变潜热通过盛装相变材料的元件，将能量储存 起来，待需要时再把热(冷)能通过一定的方式释 放出来供用户使用。
相变储能技术的应用
相变储能技术的应用相变储能技术是一种利用物质相变释放或吸收潜热来储存或释放能量的技术。
相变储能技术在多个领域得到了广泛的应用，包括建筑节能、太阳能储能、电动汽车储能等。
本文将从以下几个方面介绍相变储能技术的应用。
相变储能技术在建筑节能方面有着广泛的应用。
建筑物内部存在着昼夜温差，相变储能技术可以利用这种温差来储存和释放能量。
在夏季白天，建筑物受到阳光照射变得温暖，而在夜晚温度下降，可以利用相变储能材料吸收白天收集到的能量，然后在夜晚释放热量，起到降低室内温度的作用。
这样一来，可以减少建筑物的空调耗能，达到节能的目的。
相变储能技术在太阳能储能方面也有重要的应用。
太阳能是一种清洁的可再生能源，但其受天气影响较大，往往无法保证持续性的发电。
相变储能技术可以利用太阳能给相变储能材料充能，当阳光不足时，这些相变材料就可以释放能量，供给电力系统使用。
这样一来，相变储能技术可以解决太阳能发电的不稳定性问题，提高太阳能利用率。
相变储能技术在电动汽车储能方面也有着重要的应用。
电动汽车的续航里程一直是其发展面临的重要问题。
相变储能技术可以利用电动汽车在行驶过程中产生的热能，将其转化成潜热储存起来，在需要时释放热能，以维持电池的温度和提高车辆的续航里程。
这种应用方式可以提高电动汽车的能量利用效率，延长电池的寿命，为电动汽车的发展提供了新的可能性。
相变储能技术在建筑节能、太阳能储能和电动汽车储能等多个领域都具有重要的应用前景。
随着技术的不断进步和成本的不断降低，相变储能技术将在未来发挥越来越重要的作用，为能源领域的可持续发展做出贡献。
相变储能技术的应用
相变储能技术的应用相变储能技术是一种先进的能源储存和利用技术，通过利用物质相变的特性，将能量储存于相变材料中，并在需要时释放能量。
它具有高能量密度、高效率、长寿命等优点，被广泛应用于热能存储、节能降耗、可再生能源利用等领域。
一、相变储能技术在电力领域的应用1.1 热电联产系统相变储能技术可以与热电联产系统相结合，通过储存过剩的热能，实现热能的有效利用。
当需要电力或热能时，相变储能系统释放储存的热能，提高热电联产系统的能源利用率。
1.2 可再生能源储能相变储能技术可以与可再生能源系统相结合，如太阳能或风能系统。
通过将过量的太阳能或风能转化为热能，储存在相变材料中，实现对可再生能源的高效储存和利用，解决可再生能源波动性大的问题。
1.3 电力调峰利用相变储能技术可以储存夜间低峰期的电力，白天高峰期释放存储的电力，实现电力调峰，平衡电网负荷，提高电网的稳定性和可靠性。
二、相变储能技术在建筑领域的应用2.1 节能降耗相变储能技术可以利用建筑内过多的太阳能，将其转化为热能储存起来，当室内温度下降时释放储存的热能，实现节能降耗，提高建筑能源利用率。
2.2 空调系统相变储能技术可以应用于建筑空调系统中，利用相变材料在室内外温差变化时的储能和释能特性，降低空调系统的能耗，提高空调系统的运行效率。
2.3 建筑热水供暖相变储能技术可以用于建筑热水供暖系统，通过储存白天的热能，夜间释放储存的热能，保障建筑内部热水供应的稳定性，提高热水供暖系统的能效。
三、相变储能技术在工业领域的应用3.1 工业余热利用相变储能技术可以应用于工业余热利用系统，利用余热转化为热能储存起来，当需要热能时释放储存的热能，实现对工业余热的高效利用，提高工业生产能源利用率。
3.2 锻造、冶炼等行业相变储能技术可以用于锻造、冶炼等行业的高温加热过程中，储存高温能量，实现能源的高效利用，降低能耗，提高生产效率。
3.3 工业热水供应相变储能技术可以用于工业热水供应系统，通过储存过剩的热能，提高工业热水供应的稳定性和可靠性，降低能耗。
相变储能技术
相变储能技术相变储能技术是一项新兴的储能技术，它利用可以在液体与气体之间相变的物质来存储能量，相变储能技术允许液体原材料进行循环而无需增加其他物质，并可以灵活地将储能系统添加到不同的新能源系统中，以改善其可再生能源的稳定性。
相变储能技术主要包括两个部分：一部分是技术本身，另一部分是储能材料。
对于技术本身，相变储能技术包括冷却系统、储能系统和控制系统等。
冷却系统是相变储能技术的核心，将用于控制物质的相变温度，从而控制其储能。
储能系统是将储能物质从原材料中提取出来的系统，它将决定储能物质的类型和数量，以及储能的效率。
控制系统是对储能系统的运行状况进行检测和控制的系统，能够检测储能物质及其变化，并实时调节储能系统。
此外，储能物质也是相变储能技术的重要组成部分。
储能物质必须具有良好的液气相变和高储能效率，以及一定的安全性。
目前普遍使用的储能物质是水和混合工质。
除了水和混合工质，人们还在研究其他新型储能物质，如氢气、气态碳、膨胀气体等。
因为相变储能技术涉及多个学科，所以它的发展过程是一个复杂的过程。
在过去的几十年里，世界各地的研究者一直在不断改进相变储能技术，目前水和混合工质的相变储能技术已经获得了一定的成功，但是新型储能物质的研究仍在进行当中，希望未来能够取得突破性进展。
相变储能技术已被广泛应用于太阳能、风能电站，可以起到调节可再生能源输出和储能的作用，有效提高可再生能源的可用性和稳定性。
此外，相变储能技术也可以用于汽车、船舶等交通工具的动力系统，可以提高动力系统的效率和稳定性。
总之，相变储能技术在可再生能源领域具有重要的意义，有望取得新的突破，实现可再生能源的可用性和稳定性。
未来，将会进一步推动可再生能源的发展，并有力助力能源转型进程。
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相变储能材料及其应用
物质从一种状态变到另一种状态叫物质的存在通常认为有三态，(3)(2)液—汽相变；相变。
相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；固相变。
相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就）固-固—汽（4利用相变材料来存可以利用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，储能量。
比如用冰贮冷，冬天，在寒冷的地区，人们从湖面、河面冻结的厚冰层中获取冰块，贮存于“冰屋”中，利月锯末隔热、冰块可存放到夏季结束。
这是冰块就可以起到现在冰箱的效果了。
储能想变成材料一般而言，储热相变材料可以这么进行分类结晶水合盐（如
NaSO?10HO）22 4熔融盐
无机物金属（包括合金）其他无机类相变材料（如水）
石蜡
相变材料酯酸类有机物
其他有机
有机类与无机类相变材料的混合混合类
下面我们对相变储能材料进行逐一分析：液相变材料：-、固1．（1）结晶水合盐：结晶水合盐种类繁多，其熔点也从几度到几百度可供选择，其通式可以表达为AB?nHO。
结晶水合盐通常是中、低2
温贮能相变材料中重要的一类，其特点是：使用范围广，价格较便宜、导热系数较大(与有机类相变材料相比)、溶解热较大、密度较大、体积贮热密度较大、一般呈中性。
但此类相变材料通常存在过冷和析出两大问题。
所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。
结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、六水氯化镁、镁硝石等
（2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式CHn表2n+2示，短链烷烃熔点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。
随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。
在CH以上的奇数烷烃和在CH以上的4472016偶数烷烃在7℃一22℃范围内会产生两次相变：
（1）低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的；
（2）高温的固-液相变，总潜热接近溶解热，它被看作贮热中可利用的热能。
这样就会使石蜡具有较高的相变潜热。
石蜡作为贮热相变材料的优点是：无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐浊性，价格便宜。
缺点是导热系数小，密度小，单位体积贮
热能力差。
（3）酯酸类
酯酸类也是一种有机贮热相变材料，其分子通式为CnH，其nOn2．
性能特点与石蜡相似。
2、固-固相变材料
典型的固一液相变贮热材料是水合盐及其低共熔物，它们虽有不少优点，但通常也有易发生相分层，过冷较严重、贮热性能衰退和容器价格高等缺点，但是固-固相变材料因有较高的固一固转变热、固-固转变不生成液态(故不会泄漏)、转变时体积变化小、过冷程度轻、无腐蚀、热效率高、寿命长等优点而受到人们的重视。
具有技术和经济潜力的固一固阳变材料目前有三类，即交联高密度乙烯、层状钙钛吸热的。
矿和多元醇，它们那是通过晶体有序一无序转变而可逆放热、3、有机-无机混合物
带有乙酰胺的有机和天机低共熔混合物具有较为优异的特性，而乙酰胺的熔点为80℃，潜热相当大，为251.2KJ/kg，且比较便宜。
此外乙酰胺本身及其与有机酸和盐类的低共熔混合物的化学和动力
学性质都很好。
乙酰胺的毒性很低。
但是乙酰胺对某些塑料具有溶解作用，故在容器选择上应谨慎小心，最好选用搪瓷或玻璃类容器。
此类箱变材料也是在日常生活用品开发中很有前途的一类。
储热相变材料的遴选原则：
的相变材料，它们灾满足的条件是：)冷作为贮热(合适的相变温度；
(1)较大的相变潜热；(2)；)((3)合适的导热性能导热系数一般宜大在相变过程中不应发生熔析现象，以免导致相变介质化学成(4)分的变化；
必须在恒定的温度下融化及固化，即必须是可逆相变(5)．
生过冷现象(或过冷度很小)，性能稳定；
(6)无毒、对人体无腐蚀；
(7)与容器材料相容，即不腐蚀容器；
(8)不易燃；
(9)较快的结晶速度和晶体生长速度；
(10)低蒸汽压；
(11)体积澎胀牢较小；
(12)密度较大；
(13)原料易购、价格便宜。
相变材料的应用
储热相变材料的应用涉及面根广，但大致分为以下几个方面：集中空调的相变贮能系统，相变节能建筑材料和构件，相变储热在太阳能领域的应用，热电冷(或热电)联供系统中的相变储能，利出工业废热的相空贮热系统，相变日用品开发。
随着相变材料基础和应用研究的不断断深入(包括新的相变材料的涌现)，相变材料应用的深度和广度都将不断拓展。
（1）集中空调的相变储能系统
为厂缓解电网负荷过重，鼓励采用‘削峰填谷”的方法解决电网峰、谷差过大的问题，世界上不少发达国家实行了电价按电网负荷峰谷时间段分计，我国在近期内也即将实行电价分计制。
据有关资料介绍，在普通城市中，如果一百家中等规模宾馆楼中集中空调系统采用储冷系统，将空调电力负荷全部或部分从高峰移到低谷，即可使十万户
居民在用电高峰时免受拉间限电之苦。
．
所谓储冷式空调系统，是指在电价低、空调负荷低的时间内贮冷，在电价高、空洞负荷高时释冷，藉以从时间上全部或局部转移制冷负荷的空调系统。
蓄冷空调系统可分为制冷剂(冷媒)直接蒸发制冰系统、利用盐水不冻液间接冷却制冰系统，热管式蓄冷系统，冰球式蓄冷系统等。
当然在这些系统设计的过程中也要注意一下经济性、制冷机组的耗电率及其运行工况、冰蓄冷系统控制、蓄冰槽热交换的稳定性、水路系统中的一些问题等。
（2）贮热相变材料在建筑节能中的应用
随着人们生活水平的提高，人们对室内环境的舒适度要求也愈来愈高，相应的建筑能耗(包括空调采吸能耗)也随之增高，造成能源消耗过快，环境污染加剧。
怎样在人的舒适度、能耗、环境中找到合理的平衡点已成为建筑设计、建筑节能领域的永恒主题。
贮热相变材料与合理利用太阳能的结合提供了一种提高建筑物舒适应、降低能耗和对环境负
面影响的有效途径。
太阳能采暖和降温系统由以下几个部分构成：集热部件、贮热部件、散热器和辅助能源。
结构上可分为机械的和自然的两大类，前者称为主动式系统，后者称为被动式系统。
主动系统与房屋各自成体系，其换热介质由泵或风机输送，而被动式系统则由房屋结构本身来完成集热、贮热和释热功能。
在这两种系统中，使用相交材料作贮热介质都有明显的好处。
其中在被动式太阳能系统中应用箱变材料的实例非常多，如潜热蓄热加温器、蓄热天花板、相变蓄热墙、相变蓄热辐射式地板等。
（3）相变日用品
日前，一些功能新颖的相变生活用品已经在问世，这些生活用品有：冰箱蓄冷器、速冷保温奶瓶、相变蓄热取暖器、高温蓄热电短锅等。
随着时代的发展，人口也在日益增多，但是地球上的资源却是有限的，所以节约资源，充分利用资源变成了当今时代发展的主题之一。
相变材料作为一种既古老又新型的材料，为我们提供了节约资源的一种新途径，所以相变材料在今后的发展中也必将起到越来越重要的作用。
学号： 091609
张辉姓名：。