太阳能中温相变储热器热损失的研究
中文科技期刊数据库(引文版)工程技术
2015年40期 3
太阳能中温相变储热器热损失的研究
戚玉欣 陶志国
皇明太阳能股份有限公司,山东 德州 253300
摘要:太阳能具有分散性强、能流密度低、适合得到中低温热源的特性,太阳能低温热利用是人们最早认识和利用太阳能的转换手段,也是将来太阳能低成本、规模化应用的最重要的领域。
但是太阳能资源的间歇性,导致其集热储热和能量利用在时间和空间上产生了不匹配的矛盾,相变储热设备能够有效解决太阳能在时间和空间上不匹配的矛盾,是系统中的关键设备之一,也是系统产品化的重要环节。
随着储存热源温度的提高,储热器热损失问题越来越不容忽视,但是人们在设计时往往按照普通传热公式进行计算,在一定程度上会造成保温材料的浪费,增加太阳能光热系统的成本。
关键词:太阳能;中温相变储热器;热损失 中图分类号:TB657.5;TB34 文献标识码:A 文章编号:1671-5659(2015)40-0003-01
1 导言
太阳能光热利用是新能源中应用前景最为广泛的一种,目前制约太阳能光热发展的关键因素之一就是太阳能资源的间歇性,如何保障能源的全天候供给一直是人们重点关注的问题。
相变储热设备能够有效解决太阳能在时间和空间上不匹配的矛盾,是系统中的关键设备之一,也是系统产品化的重要环节。
随着储存热源温度的提高,储热器热损失问题越来越不容忽视,但是人们在设计时往往按照普通传热公式进行计算,在一定程度上会造成保温材料的浪费,增加太阳能光热系统的成本。
2 我国能源应用概述 2.1 传统能源特点
传统化石能源(煤炭、石油和天然气等)在现有能源结构中占据了绝大部分,但是随着化石能源的不断开采利用,其储量越来越不容乐观。
我国传统能源的特点为:一、中国地大物博,能源储量大,但人均拥有量低;二、资源分布较分散,主要消费区在经济发达的东南沿海,而储存地却大部分在华北、西南、西北等地区和海域。
故目前中国能源资源的现状为:西气东输、北煤南运、西电东送、北油南运;三、大部分资源需要进行井下作业,能源开采成本逐年增加。
2.2 太阳能集热
人们日常生活中所消耗的能源绝大多数都是间接或者直接以热能的形式消耗,太阳能集热技术能够降低日常生活用能对常规能源的消耗。
比如太阳能热水技术,节能效果明显,太阳能热水器的投资回报期一般为2-4年,而一般集热器设计寿命可达15-20年以上,其经济性良好。
我国是真空管集热器的生产使用大国,是我国太阳能集热技术的主要形式。
全玻璃真空管型集热器经过几十年的发展,其技术已经相当成熟。
全玻璃真空管集热器由于其热损系数小,相对于平板集热器在冬季较不容易结冰,且成本低廉,因而在我国得到了广泛的推广和普及。
平板集热器相对于真空管集热器,具有易于与建筑相结合的优点,但其热损相对较大,较适用于我国南方区域,在目前我国的集热器市场份额中,平板集热器要明显少于真空管集热器。
2.3 大型埋地储热器
在太阳能的低温热利用中,有一种储热方式是将经过集热器收集到的热能保存至地下含水层、土壤和岩石中,这是因为地下空间比较大,而且有着丰富的天然储热介质。
一个典型的案例就是瑞典在乌普萨拉市的居民区中建造了一个
环状的地下太阳能储热器,此储热器的容积为105 m 3
,距离地表30 m ,储存的热能能够供550栋住宅供暖。
这类型储热方式的储热介质一般为含水层、地下土壤和岩石,但是目前仍存在着一些问题:大部分未进行地下绝热和防渗处理,导致储热器热损失严重、储热效率低;成本高以及具体应用受到地下条件限制等。
3 热损失分类
储热器热损失可以认为是由储热器的保温热损失和其他热损失两部分组成。
3.1 保温热损失
保温热损失指的是通过保温材料的热损失,这部分热损失可以通过热力学公式算得。
保温热损失可由以下公式确定:
3.2 其他热损失
导热介质是通过螺旋盘管和相变介质发生热交换的,当储热器不工作的时候由于没有了外界提供的热源,盘管中导热介质温度下降,和储热器内高温相变熔盐发生热交换,导致储热器热损失;由于盘管是通过将内外桶打穿而伸到外面,保温层结构被破坏,导致多余热损失;储热器底部和地面相接触,这部分热阻造成的热损失;储热器侧面的上下部分、顶面和底面四周部分的热损失。
3.3 数值模拟分析
对储热器进行理论公式计算是针对储热器在稳态散热状态下的分析,其优点是计算比较简便,应用广泛;但是其计算结果和实际结果还是存在一定的误差,而且最重要的是对散热时内部温度场不能进行预测,对散热较大的部位不能有一个直观的分析优化。
对储热器进行数值模拟分析,更加贴近实际,具有更好的指导意义。
3.4 储热器热损失影响因素
(1)储热器的形状和结构。
储热器的结构改变,其散热面积也随之改变,储热器热损失也就不同。
本节通过改变储热器的外形来探讨其热损失情况。
储热器的外部形状可分为:圆柱形、长方体形和球形。
但是从稳定性和制作工艺的复杂程度上来考虑,球形储热器基本不会使用,故本小节只要考虑圆柱形和长方体形储热器热损失情况。
(2)不同结构对热损失的影响。
在相同的保温层厚度情况下,圆柱形储热器热损失均要比长方体形储热器热损失要小,但是两者均会随着结构尺寸的变化而变化。
因此本小节改变储热器的高径比(高宽比),讨论热损失与结构参数的关系。
(3)外部环境对热损失的影响。
外部环境对热损失的影响主要包括温度、风速和湿度等,对于本文所研究的储热器而言,其外壁是不绣钢的外桶,在密封性良好的情况下空气中的水蒸气是不会进入到保温材料中的,这就避免了由于空气的湿度问题导致保温材料导热率增大。
4 结束语
综上所述,本文介绍了太阳能低温热利用的几个主要领域,包括:太阳能集热、太阳能采暖,太阳能跨季节储热等,大型埋地储热器不仅节省了空间,而且相比放置在地面上的相同尺寸的储热器而言,在冬季最高能减少侧面和底面热损失达到19.1%,大型埋地储热器对提高热能利用效率、降低成本有着重要意义。
参考文献
[1]刘俊峰.太阳能中温相变储热器热损失的研究[D].合肥工业大学,2015.
[2]刘俊峰,马少波.圆柱形相变储热器热损失的试验研究[J].流体机械,2015(06):9-13,8.
[3]许佩佩.塔式太阳能吸热器热性能的研究[D].浙江大学,2015.。
相变储热材料
相变储热材料相变储热材料是一种能够在相变过程中吸收或释放大量热量的材料,广泛应用于太阳能热能储存、建筑节能、电力系统调峰等领域。
相变储热材料利用物质在相变过程中吸收或释放的潜热来实现热储存和释放,具有储热密度高、储热温差小、循环稳定性好等优点,因此备受关注。
常见的相变储热材料包括蓄热水、蓄热混凝土、相变蜡等。
其中,相变蜡因其熔点明确、热储存密度大、循环稳定性好等特点,成为相变储热材料中的热门产品。
相变蜡的主要成分是石蜡或蜂蜡,其在固态和液态之间的相变过程可以吸收或释放大量热量,因此被广泛应用于太阳能集热系统、建筑节能材料、电力系统调峰等领域。
相变储热材料的性能对其应用效果起着至关重要的作用。
首先,相变储热材料的相变温度应与应用系统的工作温度相匹配,以确保在需要释放热量时能够准确释放。
其次,相变储热材料应具有良好的循环稳定性,能够经受多次相变循环而不发生明显的性能衰减。
此外,相变储热材料的热导率也是影响其应用效果的重要因素,高热导率可以加快热量的传输速度,提高系统的热效率。
在实际应用中,相变储热材料的设计和制备也是至关重要的。
首先,需要根据具体的应用需求选择合适的相变储热材料,包括相变温度、热储存密度、循环稳定性等指标。
其次,需要设计合理的储热结构,确保相变储热材料能够充分接触传热,并且能够在相变过程中保持稳定的温度分布。
最后,制备工艺也需要精益求精,以确保相变储热材料具有良好的物理结构和热物性。
总的来说,相变储热材料作为一种高效的热能储存和释放方式,在太阳能热能储存、建筑节能、电力系统调峰等领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步,相变储热材料的性能和制备工艺也在不断提升,相信其在未来会有更加广泛的应用。
相变储热材料的发展将为推动清洁能源利用和建筑节能领域的发展做出重要贡献。
关于太阳能光热发电熔融盐储热技术的分析
关于太阳能光热发电熔融盐储热技术的分析关于太阳能光热发电熔融盐储热技术的分析选题说明目前来看,作为集中发电用途,光热发电较光伏发电有着成本低、工作稳定、电网设施要求低的优势。
同时,光热发电有槽式聚光、塔式聚光和太阳池等多种形式,各地可以因地制宜,减少工程成本。
因此,目前规模太阳能发电绝大多数都是光热发电形式。
作为新能源,太阳能也有着发电功率易受外界条件影响、发电品质差的缺点。
为了较少电网功率波动,提高新能源竞争力,对大规模储能技术进行探索是非常必要的。
所以本文在这里以光热发电技术为对象分析熔融盐储能技术的优势与不足。
一、两种主要光热发电技术工作原理简介槽式太阳能热发电如图1槽式热发电利用反光镜将太阳光光线聚焦到集热管中,加热管中的盐,一般是硝酸钾、硝酸钠,也有使用导热油传导热的。
反光镜开口可达4米,而集热管直接只有几厘米,所以集热管内温度可以接近400摄氏度,是比较优质的发电热源。
经过熔融盐泵的泵送,高温熔融盐汇集在热盐储存罐中,再输入正起蒸汽发生装置(未画出)产生高温蒸汽,蒸汽推动透平旋转做功后降温后再次循环到蒸汽发生器。
而冷盐则储存的冷盐储存罐中,之后由泵泵送回集热管中加热。
图1 槽式太阳能热发电示意图图2 塔式太阳能热发电示意图塔式太阳能热发电如图2,塔式热发电也是利用反光镜聚集光线产生高温,只是其采用平面镜阵列远距离点聚光方式,聚光效率要低于近距离线聚光;但这种方式产生的温度较高(500摄氏度以上),作为发电热源更为优质,同时也有利于后面要提到的热蓄电。
其发电原理也与槽式相同,通过泵送熔融盐在热盐储存罐、冷盐储存罐以及聚光加热装置中循环,并在换热器中将热量传递给水,水蒸气推动透平发电,也构成一个封闭回路。
槽式热发电不需要高大的塔结构,聚光效率也更高;而塔式热发电无需复杂的管网结构,热量损失较低。
关于三种主要的光热发电数据摘自文献1,如表1。
表1 三种太阳能热发电发电参数发电方式槽式塔式碟式规模/MW 30-320 10-20 5-25温度/摄氏度30-320 565-1049 750-1382年容量因子23-50 20-77 25峰值效率20 232411-16 4-20 12-25年净效率商业化情况可商业化示范试验模型风险低中高上述两种光热发电占了规模太阳能发电量的绝大多数,尤其是槽式热发电,目前其发电成本已经下降至可商业开发的价格,发展前景广阔。
相变蓄热技术在热泵中的应用
相变蓄热技术在热泵中的应用汪南,杨硕,朱冬生(华南理工大学化学与化工学院传热强化与过程节能教育部重点实验室,广州,510640)摘要:本文综述了蓄热技术的研究进展及其在热泵中的应用,并重点介绍了一种相变蓄热式热泵热水器,最后对这种技术的发展进行了展望。
关键词:蓄热相变热泵热水器0 前言能源是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础,随着人类对能源的需求量不断增大,能源问题越来越引起人们的重视。
但是,大多数能源存在间断性和不稳定性的特点,导致大量热能在时间与空间匹配上的不平衡性,从而使得一方面能源短缺,另一方面又有大量余热被白白浪费。
因此,合理利用能源、提高能源利用率是当务之急。
蓄能技术就是采用适当的方式,利用特定的装置,将暂时不用的或者多余的热能通过一定的储能材料储存起来,等到需要时再利用的方法,是提高能源利用效率和保护环境的重要技术。
相变蓄热技术在太阳能、工业余热、废热利用以及电力调峰等方面具有很大的潜在应用优势,近年来引起了众多科研工作者的重视。
1 蓄热技术的研究进展1983年,美国Telkes博士在蓄热技术方面做了大量工作[1]。
她对水合盐,尤其是十水硫酸钠(Na2S04?10H2O)进行了长期的研究,对Na2S04?10H2O的相变寿命进行了多达1000次的实验,并预测该材料可相变2000次,并在马萨诸塞州建起了世界上第一座PCM被动太阳房。
20世纪70年代早期,日本三菱电子公司和东京电力公司联合进行了用于采暖和制冷系统的相变材料的研究,他们研究了水合硝酸盐、磷酸盐、氟化物和氯化钙。
在相变材料应用方面,他们特别强调制冷和空调系统中的储能。
东京科技大学工业和工程化学系的Yoneda等人研究了一系列可用于建筑物取暖的硝酸共晶水合盐,从中筛选出性能较好的MgCl2?6H20和Mg(NO3)2?6H2O共晶盐(熔点59.1℃)。
位于Ibaraki的电子技术实验室对相变温度范围为200~300℃的硝酸盐及它们的共晶混合物进行了研究。
高温相变材料的研究进展和应用
高温相变材料的研究进展和应用摘要:随着全球性能源与环境的不断恶化,能源充分利用和新能源开发成为业界关注的重点。
相变储热是利用相变材料在其物相变化过程中从环境吸收热(冷)量或向环境释放热(冷)量,从而达到能量的储存或释放的目的,并能与新能源结合应用。
分析了高温相变材料的种类和各自特点,介绍了其在各行各业的应用情况,并对高温相变材料的未来发展进行了展望。
关键词:相变材料;储热材料;相变1引言物质相变过程是一个等温或近似等温过程,在这个过程中伴随有能量的吸收或释放。
相变储热是利用相变材料在其相变过程中,从环境吸收或释放热量,达到储能或放能的目的。
高温相变材料具有相变温度高,储热容量大,储热密度高等特点,它的使用能提高能源利用效率,有效保护环境,目前已在太阳能热利用、电力的“移峰填谷”、余热或废热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域得到了广泛的应用。
现阶段 ,人们关心比较多的新能源是太阳能 ,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。
相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量 ,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾 ,有效地提高了能量的利用率。
同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定 ,能够用于调控周围环境的温度 ,并且能重复使用。
相变储能材料的这些特性使得其在电力“移峰填谷”、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。
2相变储热技术储热方法通常有3种:显热储热、化学反应储热和潜热储热(相变储热)。
相变储热可以实现能量供应与人们需求在时间和空间达到一致的目的,又具有节能降耗的作用。
相变储热材料按相变方式一般分为4类:固—固相变、固—液相变、固—气相变及液—气相变材料圈;按相变温度范围可分为高温、中温和低温储热材料;按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括高分子类)储热材料。
由于固一气相变材料相变时体积变化太大,使用时需要很多的复杂装置,在实际应用中很少采用。
太阳能集热循环温度设定
太阳能集热循环温度设定1.引言1.1 概述太阳能集热循环是一种利用太阳能转化为可用能源的技术,在当今社会的可持续发展背景下备受关注。
该循环系统利用太阳能辐射的热量,通过特定的装置实现能量的转换和储存,使得我们能够利用这些能源来满足一定范围内的热水供应、空调制冷、热能发电等需求。
太阳能集热循环温度设定是指设置合适的温度范围来控制太阳能集热系统的工作状态。
这个设定的过程是对太阳能热量的充分利用和能源效率的提高非常关键的一步。
恰当的温度设定能够最大限度地提高太阳能集热系统的热利用率,同时还能够有效避免过热或过冷导致的设备损坏和能源浪费。
因此,合理的温度设定是确保太阳能集热循环正常运行和高效利用太阳能的关键要素之一。
在本文中,我们将探讨太阳能集热循环温度设定的基本原理以及其重要性。
首先,我们将介绍太阳能集热循环的基本工作原理,以便读者对整个系统有一个清晰的认识。
然后,我们将重点阐述温度设定的重要性,包括对系统效率和能源利用的影响。
此外,我们还将探讨如何通过优化温度设定来提高太阳能集热循环的性能。
通过深入研究太阳能集热循环温度设定的相关内容,读者将能够更全面地了解该技术,并且在实际应用中能够合理地控制温度,以实现更高的能源利用效率和节能减排的目标。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行展开讨论:第二章将介绍太阳能集热循环的基本原理。
我们将详细讲解太阳能集热循环如何通过吸收太阳能并将其转化为可用能源的过程。
此部分将介绍太阳能集热器、传热介质和热能转换装置等关键组件的工作原理。
第三章将着重探讨太阳能集热循环温度设定的重要性。
我们将分析不同温度设定对太阳能集热循环系统效率的影响,并介绍温度设定对系统性能和能源输出的关键性作用。
在第四章中,我们将总结温度设定对太阳能集热循环的影响,并提出一些优化方法和策略。
这些方法包括通过调整传热介质的流速和温度设定来提高系统的热效率,同时考虑到太阳能资源的变化和季节性变化。
相变材料与相变储能技术_OK
能量储存的方式包括机械能、电磁能、化学能 和热能储存等。热能储存又包括显热储存和潜热 (相变热)储存,显热储存是利用材料所固有的热容 进行的;潜热储存,或称相变储能,它是利用被 称为相变材料的物质在物态变化(固—液,固—固 或气—液)时,吸收或放出大量潜热而进行的。由 于热能储存在工业和民用中用途广泛,因此,在 储能技术领域占有极其重要的地位。
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也可用于新能源、工业余热利用、新型家用电热 电器的开发及航空航天等领域。
在新能源,如太阳能、风能和海洋能等间歇性 绿色能源利用方面,相变储能技术也具有非常重 要的作用。
我国的能源利用率很低,大约30%以上,与发 达国家的40%~50%相比,还有较大的距离。我 国的环境保护还存在许多问题,因此,研究、掌 握和利用一切可行的高新技术,包括相变储能技 术来提高我国的能源利用率及改善环境。是我国 从事材料与能源工作的科技人员、企事业管理人 员和工人的神圣职责,也是我们研究和应用相变 储能技术的意义。
很明显,相变储能系统要求具有相变材料和换 热器的知识。对相变储能系统的研发要求可以用 下面的流程图来表述。
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相 变 储 能 系 统 研 发 在 不 同 阶 段 的 流 程 图
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相变储能系统较显热储能系统成本高,而且, 相变材料需经历一个固化过程,因此一般情况下, 它在太阳能集热器中不适于作为传热介质。这样 在换热器中就必须使用与相变材料分开的热输运 介质。此外,相变材料的导热系数除金属材料外 均较差,这样换热器就要求较大,如果考虑到腐 蚀问题,利用特殊的容器也导致成本的增加。
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相变储能技术的基本原理:物质从一种状态变 到另一种状态叫相变。物质的相变通常存在以下 几种相变形式:固—气、液—气、固—液,而第 四种固—固则是属于从一种结晶形式转变为另一 形式的相转变。相变过程一般是一等温或近似等 温过程。相变过程中伴有能量的吸收或释放,这 部分能量称为相变潜热。相变潜热一般较大,不 同物质其相变潜热差别较大,无机水合盐和有机 酸的相变潜热在100~300kJ/kg,无机盐LiF可高 达1044kJ/kg,金属在400~510kJ/kg之间。利用 这个特点,我们可以把物质升温过程吸收的相变 潜热,加上吸收的显热一起储存起来加于利用。
储热可行性研究报告
储热可行性研究报告一、储热技术的概念及原理储热技术是一种能够将能源进行转化并长时间储存的技术,其原理涉及能量的转化、转移和保存。
通过将电力、热能等形式的能源转化为热能,并将其保存在合适的储热介质中,可以在需要时释放能量。
储热技术主要包括热储存、相变蓄热、化学储热以及压缩空气储能等方面,不同的技术具有各自的特点和应用范围。
1. 热储存技术热储存技术是一种将热能转化为其他形式的能源并储存的技术,常见的储热介质包括水、岩浆、熔盐以及熔蜡等。
通过在高温状态下将热能储存到介质中,可以在需要时释放能量,实现能源的高效利用。
热储存技术应用广泛,可用于太阳能、核能、生物质能等领域。
2. 相变蓄热技术相变蓄热技术是一种利用物质的相变过程吸收或释放热能的技术,常见的相变介质包括冰、盐水、蓄热板等。
通过在相变过程中利用物质的潜热储存能量,可以实现能源的高密度储存和高效释放。
相变蓄热技术具有响应速度快、效率高等优点,适用于太阳能、风能等间歇性能源的存储。
3. 化学储热技术化学储热技术是一种利用化学反应吸热或放热的原理储存和释放热能的技术,常见的化学反应包括水热分解、氢化反应以及碳燃烧等。
通过在化学反应中利用化学键的能量储存和释放热能,可以实现能源的高效储存和转化。
化学储热技术具有储存密度高、循环稳定等优点,适用于电力系统以及制热制冷系统的能源储存。
4. 压缩空气储能技术压缩空气储能技术是一种利用压缩空气储存和释放能量的技术,通过将空气压缩储存到容器中,并在需要时释放能量,可以实现能源的储存和转化。
压缩空气储能技术具有存储效率高、环境友好等优点,适用于消防、工程施工等领域。
二、储热技术发展现状1. 国内外研究进展目前,国际上各国对储热技术的研究进展迅速,德国、美国、日本等国家在太阳能、风能、核能等领域的储热技术上均取得了重要进展。
德国的太阳能热储存技术应用广泛,其通过岩浆、盐水以及沉积盐等介质实现对太阳能的长时间储存。
美国的化学储热技术在锂离子电池、燃料电池等领域应用广泛,通过利用化学反应释放储存的热能。
相变储热材料
相变储热材料相变储热材料是一种具有储热和释热功能的材料,它能够在相变过程中吸收或释放大量的热量,因此在太阳能利用、建筑节能、环境控制等领域具有广泛的应用前景。
相变储热材料通过其独特的物理性质,为人们解决能源储存和利用方面的难题,成为绿色、高效的能源利用方式之一。
首先,相变储热材料的工作原理是什么呢?相变储热材料利用物质在相变过程中吸收或释放的潜热来实现储热和释热的功能。
在固液相变过程中,材料吸收热量,将固态转变为液态;而在液固相变过程中,材料释放热量,将液态转变为固态。
这种独特的物理性质赋予了相变储热材料储热和释热的功能,使其在能源利用方面具有重要的应用价值。
其次,相变储热材料有哪些应用领域呢?首先,它在太阳能利用方面具有重要的作用。
太阳能是一种清洁、可再生的能源,但由于日夜温差大、天气变化等因素,太阳能的利用效率较低。
而利用相变储热材料可以将太阳能吸收并储存在材料中,待需要时释放热量,提高太阳能利用效率。
其次,相变储热材料在建筑节能方面也有广泛的应用。
利用相变储热材料可以调节建筑内部的温度,减少空调和供暖的能耗,实现建筑节能的目的。
此外,相变储热材料还可以应用于环境控制领域,如温室种植、冷链物流等方面,为人们提供更加舒适和便利的生活环境。
最后,相变储热材料在未来的发展趋势是什么呢?随着人们对清洁能源和节能环保的重视,相变储热材料将会得到更广泛的应用。
未来,相变储热材料将不断优化材料性能,提高储热和释热效率,拓展应用领域,为人们提供更加高效、便捷的能源利用方式。
同时,相变储热材料的生产技术也将不断进步,降低材料成本,推动其产业化进程,为可持续发展做出贡献。
综上所述,相变储热材料具有独特的物理性质,为人们解决能源储存和利用方面的难题提供了新的思路和方法。
它在太阳能利用、建筑节能、环境控制等领域具有广泛的应用前景,未来将会得到更广泛的应用和发展。
相信随着科技的不断进步,相变储热材料将会为人们的生活带来更多的便利和舒适。
相变储能技术介绍及其展望
相变储能技术介绍及其展望能动学院能动A02王来升2010201104相变储能技术介绍及其展望摘要:相变储能材料作为一种提高能源利用稳定性以及效率的技术越来越受到人们重视,如何有效的对相变储能技术进行研究越来越受到人们的重视。
关键词:相变材料;应用;展望0引言:能源是人类赖以生存的基础。
随着人类生活以及生产活动的高速发展,我们对能源的需求量越来越大,而化石能源的日益枯竭、能源利用带来的污染问题却越来越严重。
如何提高能源的利用效率、最大限度的利用低品位能源、开发可利用的新能源成为当今社会的研究热点。
自20世纪七十年代石油危机后,热能存储技术在工业节能和新能源利用领域日益受到重视,在我国2000年前后,全面实行分时计度电价政策后,相变储能技术便成为工业和民用的热点,尤其是随着太阳能、风能和海洋能等间歇性绿色能源的发展,相变储能技术越来越受到人们的重视。
1.相变储能技术的发展概况1。
1国外相变储能技术的发展概况20世纪六十年代,美国国家航空航天局就非常重视相变技术在航天领域的应用用。
1980年美国 Birchenall等提出采用合金作为相变材料[1],提出了三种典型状态平衡图和二元合金的熔化熵和熔化潜热的计算方法。
1991年德国Gluck和Hahne等利用/制成高温蓄热砖,并建立太阳能中央收集塔的蓄能装置[2]。
2001年Faird等以-6O作为相变材料采用微胶囊技术封装制备了相变储能地板[3]。
2006年Hammou等设计了一个含有相变材料的混合热储能存储系统[4]。
1。
2国内相变储能技术的发展概况在我国,二十世纪七十年代末、八十年代初,中国科技大学、华中师范大学、中国科学院广州能源研究所等单位就开始了对无机盐、无机水合盐、金属等相变材料的理论和应用作了详细的研究工作.西藏太阳能研究示范中心和华中师范大学共同利用西藏盐湖盛产的芒硝和硼砂等无机水合盐类矿产加入独特的悬浮剂等成功研制出太阳能高密度储热材料[5]。
光热发电相变储热技术
光热发电相变储热技术
光热发电相变储热技术是一种应用于光热发电领域的储热技术,它通过熔盐的吸热、储热和换热实现能量的储存和释放。
下面以敦煌百兆瓦熔盐塔式光热电站为例,介绍光热发电相变储热技术的工作原理:- 吸热:1.2万面定日镜将太阳光反射并聚焦到260米高的吸热塔上,其中的熔盐蓄热介质可以将光热能量转化为热能,从而使低温熔盐瞬间升至几百摄氏度的高温。
- 储热:一部分热熔盐进入蒸汽发生器系统产生过热蒸汽,驱动汽轮发电机组发电;另一部分热熔盐被存储在热熔盐罐中,为日落后满负荷发电储存“太阳能”。
- 换热:在夜间或光照不足时,储存的热熔盐可以释放出热量,通过换热系统产生蒸汽,驱动发电机继续发电。
光热发电相变储热技术的优点是储热密度高、成本低、寿命长,并且可以实现长时间的储热,因此在光热发电领域得到了广泛的应用。
