能量雖然可以以機械能、聲能、化學能、電磁能、光能、熱能及核能等多種形式存在,但在人類的活動中,絕大多數(shù)能量是需要經(jīng)過熱能的形式和環(huán)節(jié)被轉(zhuǎn)化和利用的,尤其是在我國,這個比例達到90%以上。正因如此,儲熱技術(shù)較為簡單和普遍,它的應用也遠遠早于工業(yè)**尤其是電力**后才出現(xiàn)的其它儲能技術(shù),如我國北方地區(qū)的燒炕取暖即是利用儲熱技術(shù)解決熱能供求在時間上的不匹配。隨著人類的發(fā)展和對能源利用技術(shù)的不斷改進,儲熱技術(shù)也不斷發(fā)展,而且在人們的生產(chǎn)和生活中,在能源的集中供應端和用戶端,都發(fā)揮著日益重要的作用。儲熱材料要保證儲熱介質(zhì)有較長的壽命周期。甘肅太陽能儲熱系統(tǒng)
儲熱雖然具有很強的競爭力和巨大的應用前景,所受到的重視程度卻仍需要加強。據(jù)報告統(tǒng)計介紹,全球儲能方向所發(fā)表的文章主要在鋰離子電池和儲熱兩個方向,這兩個儲能技術(shù)方向在2009年以前每年發(fā)表的文章數(shù)相當,但到2015年鋰離子電池方向的文章總數(shù)約為3500篇,是儲熱方向文章數(shù)的3.5倍。而從近十年的趨勢來看,鋰電子方向現(xiàn)有數(shù)遠超出儲熱方面,在2006年到2015年間的增速同樣超出儲熱方向,可見儲熱在近年全球儲能發(fā)展中還未得到爆發(fā)增長,與抽水蓄能等其他成熟的儲能技術(shù)相比,還處于剛剛起步到初步應用的階段。不過,根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,儲熱的體量已經(jīng)有所上升,的全球統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,儲熱在儲能中占的比例越來越高,儲熱裝機已經(jīng)達到14GW。同時因近幾年中國清潔供暖的需求,過去幾年中國已有約4GW以上的儲熱裝機??偟膩砜?,全球儲能的市場接近千億美元量級,其中中國也具有很大的市場空間。沈陽相變儲熱價格儲熱是目前應用較廣的一種儲熱方式。
相變材料的技術(shù)原理是利用物質(zhì)的相變過程來進行儲放熱。具體來說,物質(zhì)有固、液、氣三相,物質(zhì)由一種狀態(tài)(相)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)(相)會吸收或者釋放能量,且該過程中溫度不變,吸收或者釋放的熱量,學術(shù)上定義為相變潛熱。相變材料種類很多,其分類標準也很多樣。若按物質(zhì)相狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變變方式可以分為以下四種:固體與固體之間的相變(固-固相變)、固體與液體之間的相變(固-液相變)、氣體與固體之間的相變(氣-固相變)和氣體與液體之間的相變(氣-液相變)。固-固相變材料的儲能原理如下:當物質(zhì)由一種結(jié)晶態(tài)向另一種結(jié)晶態(tài)的轉(zhuǎn)變時,會發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換,利用該過程可以達到儲能的目的。這類相變材料特點是:1、很小的潛熱蓄熱密度;2、跟固液相變體積變化相比,固固相變的體積變化較小。固-固相變具備一項很明顯的優(yōu)勢:由于對容器的要求不高,因此帶來容器設計上的靈活性。相比于固固相變材料,固氣相變和液氣相變這兩類材料的相變潛熱更大,但是這兩類相變材料具有一個很明顯的缺點:即在相變過程中,這兩類相變材料會伴隨大量氣體的產(chǎn)生,對容器的氣密性有很高的要求,因此使得容易設計很復雜和不切實際。雖然固液相變材料的相變焓略微小于氣液相變材料的相變焓。
存儲熱能的形式大致可分為三種,分別為「顯熱能儲存,sensibleheatstorage」、「潛熱能儲存,latentheatstorage」與「熱化學能儲存,thermochemicalenergystorage」。潛熱存儲由于具備高能量儲存密度,且可在特定溫度下進行熱量儲存應用的優(yōu)點,因此特別受到關注,具有此類儲熱型式的物質(zhì)一般稱為「相變化儲熱材料,phasechangematerial,PCM」。相變化材料基于相變化類別可以再細分成下列幾種形式,如固相-固相、固相-液相、液相-氣相、固相-氣相等,其中以固相-固相及固相-液相的變化較具有應用潛力。相變化材料可分為有機、無機及「共熔,eutectic」物質(zhì),常見的材料如「石蠟,paraffin」、脂肪酸、「鹽類水合物,salthydrates」等,因適用溫度范圍不同且儲熱容量差異,需要根據(jù)應用范圍及特性選擇合適的相變化儲熱材料。 儲熱介質(zhì)有水、水蒸汽、沙石等。
利用相變材料相變時單位質(zhì)量(體積)潛熱,蓄熱量非常大能把熱能貯存起來加以利用,如空間太陽能發(fā)電用蓄熱器,深夜電力調(diào)峰用蓄熱器,其儲能比顯熱一個數(shù)量級,而且放熱溫度恒定,但其儲熱介質(zhì)一般有過冷、相分離、易老化等缺點。根據(jù)相變種類的不同,相變蓄熱一般分為四類:固一固相變、固一液相變、液一氣相變及固一氣相變。由于后兩種相變方式在相變過程中伴隨有大量氣體的存在,使材料體積變化較大,因此盡管它們有很大的相變熱,但在實際應用中很少被選用,固一固相變和固一液相變是實際中采用較多的相變類型。根據(jù)材料性質(zhì)的不同,一般來說相變蓄熱材料可分為:有機類、無機類及混合類相變蓄熱材料。其中,石蠟類、脂酸類是有機類中的典型相變蓄熱材料;結(jié)晶水合鹽、熔融鹽和金屬及合金等是無機類中的典型相變蓄熱材料?;旌项愑挚煞譃?有機混合類、無機混合類及無機一有機混合類。 儲熱技術(shù)主要的儲熱方法有顯熱儲熱、潛熱儲熱和化學反應儲熱三種。陜西太陽能儲熱系統(tǒng)供應商
儲熱方式原理簡單、技術(shù)較成熟、材料來源豐富及成本低廉。甘肅太陽能儲熱系統(tǒng)
相變供熱是一種以相變儲能材料為基礎的高新儲能技術(shù),主要分為熱化學儲熱、顯熱儲熱和相變儲熱,熱化學儲熱雖然蓄熱密度大,但不安全且蓄熱過程不可控,嚴重影響其推廣應用,顯熱儲熱是目前應用較廣的一種儲熱方式,然而它的儲熱密度小,相比之下,相變儲熱的儲熱密度是顯熱儲熱的5~10倍甚至更高,由于具有溫度恒定和蓄熱密度大的優(yōu)點,相變蓄熱技術(shù)得到了較多的研究,尤其適用于熱量供給不連續(xù)或供給與需求不協(xié)調(diào)的工況下,相變儲熱系統(tǒng)作為解決能源供應時間與空間矛盾的有效手段,是提高能源利用率的重要途徑之一。甘肅太陽能儲熱系統(tǒng)