現(xiàn)階段相變儲熱材料的研究為何會很困難?(1)相變儲熱材料的耐久性,這個問題主要分為三類。首先,相變材料在循環(huán)相變過程中熱物理性質(zhì)的退化。其次,相變儲熱材料在長期循環(huán)使用過程中會出現(xiàn)滲漏和揮發(fā)的現(xiàn)象,表現(xiàn)為在材料表面結(jié)霜。另外,相變材料對基體材料的作用,相變材料相變過程中產(chǎn)生的應力使得基體材料容易破壞,同時它也會對附屬設備會產(chǎn)生一定程度的腐蝕作用。(2)相變儲熱材料的經(jīng)濟性問題,是制約其推廣應用的障礙,表現(xiàn)為各種相變儲熱材料及相變儲熱復合材料價格較高,導致單位熱能的儲存費用上升,失去了與其他儲熱方法的比較優(yōu)勢。所謂水儲熱就是將水加熱到一定的溫度,使熱能以顯熱的形式蓄存在水中。北京太陽能儲熱系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)
常用的有機儲熱材料主要包括高級脂肪烴、芳香烴、醇和羧酸等,其中石蠟材料是應用非常廣的儲熱材料,其通式為CH3(CH2)nCH3,相變焓約為200kJ/kg,儲熱密度為150MJ/m3。純石蠟的價格昂貴,一般選取工業(yè)純度的石蠟用以研究和實際應用。其中,P-116是被關(guān)注非常多的商用石蠟材料,它的相變溫度為47℃,相變焓為210kJ/kg。有機儲熱材料的優(yōu)點是固體成型好,不易發(fā)生相分離及過冷、腐蝕性較小,但與無機儲熱材料相比其導熱系數(shù)較小,使用過程中容易發(fā)生泄漏。在實際應用時通常需要設計獨特的換熱器,并加入導熱劑。長春相變儲熱棒制造商顯熱儲熱普遍地應用于化工、冶金、熱動等熱能儲存與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域。
因為能量的不同存在形式以及不同的用途,發(fā)展了數(shù)種不同儲能的技術(shù),我們應該認識到儲能不只是儲電,全球90%的能源預算圍繞熱能的轉(zhuǎn)換,輸送和存儲,儲熱應該也必將在未來能源系統(tǒng)中起重要作用。而從近十年的專有的權(quán)利趨勢來看,鋰電子方向現(xiàn)有專有的權(quán)利數(shù)遠超出儲熱方面專有的權(quán)利,在2006年到2015年間的增速同樣超出儲熱方向,可見儲熱在近幾年全球儲能發(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。
儲熱用于提升分布式電源匯聚能力。美、日、意等國利用儲熱控制變電站與上級電網(wǎng)的能量交換,減少可再生能源并網(wǎng)產(chǎn)生的功率倒送問題。通過對大量儲熱單元的統(tǒng)一管理和控制,形成大規(guī)模的儲熱能力,但未充分體現(xiàn)雙向互動能力。例如:集中充電站可同時為多輛電動汽車電池充電,可實現(xiàn)負荷低谷存儲電能,負荷高峰或緊急情況下向電網(wǎng)反饋電能,調(diào)節(jié)峰谷負荷。電力系統(tǒng)需求多樣,應用環(huán)境復雜,為滿足不同工況需求,儲熱選型應結(jié)合本體的技術(shù)特點。按照放電時間長短,儲熱可分為功率型和能量型,針對不同工況儲熱選型的分類。低溫相變儲熱材料主要有無機和有機兩類無機相變材料主要包括結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬或合金。
儲熱用于平抑功率波動。風電、光伏等分布式可再生電源出力的波動性將引起配電網(wǎng)功率的波動,利用儲熱系統(tǒng)快速充放電特性,減小可再生能源并網(wǎng)對配電網(wǎng)的沖擊,增強配電網(wǎng)的可控性。儲熱用于負荷削峰填谷。利用儲熱系統(tǒng)實現(xiàn)用電負荷的時空轉(zhuǎn)移,延遲配電設備容量升級。基于動態(tài)規(guī)劃的電池儲熱系統(tǒng)削峰填谷實時優(yōu)化,提出了一種基于動態(tài)規(guī)劃的實時修正優(yōu)化控制策略,能在優(yōu)化模型中引入充放電次數(shù)限制和放電深度限制等非連續(xù)約束條件,并通過將電池電量離散化等方法解決含有非連續(xù)約束的優(yōu)化問題。采用恒功率充放電策略對儲熱進行控制,并就儲熱削峰填谷優(yōu)化模型進行了研究,針對模型約束中的非線性和變量不連續(xù)問題,提出一種適用于該模型的簡化計算方法。相變儲熱技術(shù)可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾。陜西太陽能儲熱供貨商
目前存在各種能量存儲裝置,其在操作模式以及儲熱形式方面各有不同。北京太陽能儲熱系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)
當前儲熱技術(shù)主要可分為四類:顯熱儲熱、潛熱儲熱、吸附/吸收的熱化學儲熱、可逆反應的熱化學儲熱。據(jù)報告介紹,除顯熱儲熱已經(jīng)使用百年以上,潛熱儲熱(相變儲熱)才剛剛開始使用,其他兩類熱化學技術(shù)還處于研發(fā)初期。在當前儲熱技術(shù)發(fā)展中,儲熱技術(shù)在從材料、單元與裝置、優(yōu)化與集成等方面面臨著多項挑戰(zhàn)。在儲熱材料方面,當前需要追求更高能量密度、更寬溫域、更長壽命、更高經(jīng)濟性的材料,為適應太空技術(shù)需求,儲熱材料需要往低溫方向拓展,在高溫區(qū)同樣也需適應更高的溫度以滿足更多應用場景需求,拓展溫區(qū)實現(xiàn)-200~1500℃。北京太陽能儲熱系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)
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