基于太阳能光热发电的热化学储能体系研究进展

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。     

内嵌加热管束反应床Ca(OH)2/CaO热化学储能性能研究

热化学储能在能量密度以及能量的长期存储上较显热储能和潜热储能2种方式具有较大的优势，并且在远距离输送上具有比较小的能量损失。采用热化学储能中的Ca(OH)₂/CaO储能体系进行数值研究，旨在探索内嵌加热管束反应床的尺寸以及加热温度与反应床储热性能之间的关系。针对多孔反应床内的储能反应建立一个物化模型，采用数值计算的方法将反应床反应过程中的传热传质过程进行量化分析。以反应床的储能率表征反应床的储热性能并分析不同工况下的反应模式。结果表明内嵌管束加热方式比反应床外壁加热有更高的储热性能，尽管前者的加热面积远小于后者，但与后者相比，其储能率仍提高3.8%左右。另外，研究发现在不同的反应率下反应床尺寸变化对储能率的影响效果不同。对反应床的加热温度变化研究表明，不同的尺寸参数对加热温度的变化敏感程度也是不同的。对于文中反应床，当额定加热温度为863K，半径为120 mm，高650mm时反应床的储能效率达到最高。     

氧化还原储热技术的研究现状及进展

聚光太阳能热发电技术通过配备储热系统,可解决不连续的太阳能供给与连续的电能消耗之间的矛盾。随着太阳能热发电技术的发展,其系统工作温度和发电效率将逐步提高,相应地需要发展高温储热技术。在热化学储热体系中,氧化还原储热体系无需额外配置换热器和气体储存罐,可提高系统整体热效率,在高温储热领域具有较大应用潜力。讨论氧化还原储热体系相比于其他热化学储热体系的技术优势,综述氧化还原储热技术在储热材料和反应器两方面的研究现状和进展,并指出需要进一步研究和解决的问题。     

新型高储能密度聚合物基绝缘材料

新型高储能密度聚合物基绝缘材料由于应用潜力巨大,在近些年来发展速度很快。本文简单介绍该材料的重要性,解释电介质材料的储能机理、介电常数、电位移、击穿场强与储能密度之间的关系,以及计算储能密度和充放电效率的方法,然后分别对聚合物电介质和复合电介质材料研究进展进行概述,重点讨论材料的制备策略、加工工艺、微观/宏观机理分析和性能表征,并在文章最后对高储能密度聚合物基绝缘材料进行总结和展望。     

相变储能材料开发与封装技术研究进展

相变储能技术具有储热密度大、温度恒定等优点,大规模商业化潜力巨大。相变材料的开发对相变储能技术的应用至关重要,为解决相变材料传热性能差、易泄露等问题,围绕相变材料的传热和储热强化、封装开展了广泛研究。对比了热储能技术的特点,概述了潜热储能相变材料的分类与性质;并从换热面积增大以及热导率、熔化潜热和比热容提高等方面,讨论传热和储热强化研究进展;论述了相变材料的封装,对今后相变储能的发展方向进行了展望。     

铁电聚合物基纳米复合电介质储能材料研究进展

高储能密度聚合物基复合电介质材料在电容器领域具有很高的应用价值,目前很多研究集中在本身具有较高的介电常数的铁电材料上。通过探讨铁电聚合物基纳米复合电介质材料储能理论、电极化特性、充放电效率等与储能密度密切相关的性能,深入分析了复合电介质材料的储能机理并提出了下一步的发展方向。并进一步讨论了目前铁电聚合物基复合电介质材料的主要制备策略,包括纳米填料表面修饰改性、多相共混复合和多层结构调控以及由此实现的介电性能和储能密度的提升。     

组合相变储热材料应用于太阳能供暖系统

组合相变储热材料用于储热具有环保、高效、节能、安全等多项优势，非常适合于太阳能供暖系统储热，以替代传统的取暖设备。在介绍相变储能材料应用状况和组合式相变储热材料特点和原理的基础上，给出了组合相变储热材料用于太阳能供暖系统的实施方案及其经济性分析。     

熔融盐储热技术在新能源行业中的应用进展

应用储能技术全面提升新能源的发电性能已经成为了一种共识。熔融盐作为一种实用价值较强的储热技术,已经在多个国家建设运行。介绍了熔融盐储能的基本原理,分析了多种材料各自的优缺点,介绍了典型的熔融盐储热项目。最后对熔融盐储热的经济性进行了详细的分析。     

储热材料研究现状及相变储热研究进展

储热作为一种具有广阔前景的规模化储能技术,可有效缓解能源供求不匹配、优化能源结构。综述了近几年来关于化学储热、显热储热和相变储热(潜热储热)的材料体系、制备工艺及性能特点,对各种储热材料的组成、结构、性能特点、面临的困难、应用前景及发展趋势进行了分析讨论。其中,利用相变材料在相变过程中,吸收或放出相变潜热来进行能量储存与释放的相变储热反应易于控制、安全可靠且具有高能量密度。基于此,进一步对相变储热的分类、储热系统强化传热技术以及应用等方面的研究进展进行了总结。     

利用氧化还原反应储能的储能介质研究进展

受天气和环境变化的影响,太阳能热发电系统存在间歇性供应的问题,热化学储能的提出为该问题的解决提供了办法。本文对金属氧化物及钙钛矿作为储能介质的热化学反应特性以及反应物结构对反应产生的影响等方面的研究现状进行了阐述。结果显示,金属氧化物及钙钛矿的氧化还原循环反应储能,具有反应温度与太阳能热发电相适应且能量密度大、储能稳定、能量损失小等一系列优势,应用前景广泛。与此同时,基于该项技术还不成熟,在实际应用转化的过程中存在技术经济问题,指出未来主要的研究方向是反应物氧化还原反应循环性能研究、储/放热过程的模拟、储能系统的设计及实施一定规模的试验等。     

高储能聚合物基纳米复合电介质

作为电容储能器件的核心材料,高储能电介质在智能电网和高能武器等先进装备领域具有重要的实用价值。为提高聚合物电介质材料的储能密度,多采用复合技术制备聚合物基纳米复合电介质。首先介绍了现有聚合物基复合体系的基本理论及结构模型,并着重从介电常数、击穿场强和介电损耗3个关键技术指标入手总结了近年来取得的相关研究成果。最后,在此基础上对聚合物基纳米复合电介质材料目前存在的科学问题进行了探讨和展望。     

自储能电锅炉

晋能电力设备有限公司与清华大学益世捷能科技有限公司联合研制开发出自储能电锅炉。自储能电锅炉是一种取代目前传统电锅炉的新型产品,国内尚属首例。自储能电锅炉利用电热采暖,无环境污染,储热材料使用寿命长,性用低,而且为一体化结构,不需要单独的电锅炉,加热器直接加热储能热材料,结构简单,储热能力强,占地面积小,是传统水箱的1/4,系统热效率可达95%,可根据用户需要和气候情况自动调节供暖热量,节省电费。自储能电锅炉     

高温熔融盐基纳米流体的研究现状及进展

熔融盐是目前高温储热领域应用的重要蓄热材料。强化熔融盐的热导率和比热容可以提高系统效率和安全系数,减少储热材料用量,进而降低储热系统成本。向熔融盐中添加少量纳米颗粒形成熔盐基纳米流体可以显著提升熔盐基液的热导率和比热容,是近年来高温储热领域的研究热点。通过对相关文献进行梳理和分析,具体阐述熔盐基纳米流体的制备方法,从实验研究、数值模拟研究、理论研究等不同维度,重点介绍纳米颗粒对基液热物性的强化效果、强化机理、经验预测模型及对机理的验证情况等问题。此外,简述纳米颗粒对基液黏度影响的研究现状。同时,重点探讨制约熔盐基纳米流体大规模应用的瓶颈—稳定性的研究现状。最后,基于研究现状进行分析,指出此项技术需要进一步研究和解决的问题,以期为熔盐基纳米流体的发展和实际应用提供有价值的借鉴和参考。     

太阳能热发电系统相变储热材料选择及研发现状

储热材料性能优劣直接影响太阳能热发电系统的效率和成本,因此选择相变温度合适、储热密度大、传热速率高、经济易得并且环境友好的相变储热材料是太阳能热发电技术发展的关键。通过对相关文献的整理和分析,总结出相变储热材料的筛选原则,对最具发展潜力的高温熔盐和金属合金相变储热材料的研究发展现状、未来发展趋势进行了系统地总结和分析,并对部分相变储热材料的热物性参数进行总结,最后对相变储热材料选择的数学工具做了介绍,该文献综述研究对于今后太阳能集中热发电高温相变储热技术的开发和研究具有重要参考价值。     

高导电相包覆钛基锂离子电池负极材料

近年来,随着电源技术的快速发展和混合动力以及纯电动汽车需求的激增,人们对于便捷的高性能储能电池体系的深入研究越来越迫切。钛基氧化物和钛基盐因为其丰富的储量、稳定的结构成为一种备受关注的电池材料。然而,其较低的电导率成为限制其发展的关键因素。介绍了高导电相包覆在材料表面对于钛基电极材料电导率和电化学性能的影响。     

超级电容器用MnO_2基纳米复合材料的进展

介绍二氧化锰(MnO_2)的结构及储能机理,综述近年来MnO_2作为赝电容材料,通过不同材料改性,以提高电化学性能的研究进展。这些材料主要有碳材料、导电聚合物、金属和金属氧化物/硫化物等。展望由MnO_2基纳米复合材料构建的核壳结构的发展趋势。     

相变储能高温换热器的数学模型和仿真分析

在各种储热技术中,相变储能因储热密度高,储/释热温度基本稳定等优点而成为目前研究的热点。利用相变材料在发生相变时有很高的潜热释放或吸收的特点,将相变材料作为储热介质用于相变储能换热器中,可以大大地提高热储存的容量。但是,相变换热过程因为涉及到相变界面的非线性变化,对于其模拟计算难度很大。采用经典传热的方法建立数学模型,采用潜热容显热法对相变过程进行简化,采用数值分析的差分方法对其过程进行求解,进而可得到相变材料以及换热介质空气的温度变化规律。通过本模型的设计研究,为相变储热换热装置的快速求解提供一种方法。     

基于新型相变储热的可再生能源项目经济性分析

建设多元融合、供需互动、高效配置的能源生产和消费模式的微电网能够促进可再生能源就地消纳。将相变储热系统加入到微电网中,通过分析储能系统,储能、储热混合系统的经济性并对比结果,证明了储能、储热混合系统能够降低项目投资成本,提高项目周期投资收益及微电网能源自平衡利用率,也验证了所提方法的有效性和可行性。     

《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》摘录

正发改能源[2017]1701号近年来,我国储能呈现多元发展的良好态势:抽水蓄能发展迅速;压缩空气储能、飞轮储能,超导储能和超级电容,铅蓄电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等储能技术研发应用加速;储热、储冷、储氢技术也取得了一定进展。我国储能技术总体上已经初步具备了产业化的基础。加快储能技术与产业发展,对于构建"清洁低碳、安全高效"的现代能源产业体系,推进我国能源行业供给侧改革、推动能源生产和利用方式变革具有重要战略意义,同时还将带动从材料制备到系统集     

回热式压缩空气储能系统改造与分析

为降低储热介质成本,基于以矿物油储热的绝热压缩空气储能系统（A-CAES）,增设供热压缩机以降低储热温度,进而提出以水为储热介质的新型热电冷联产的压缩空气储能系统。建立改造后的系统模型,采用热力学方法对设计工况下两系统进行了计算,比较了供热压比（2.4~3.8）与换热器效能（0.6~0.9）变化时热电冷联产系统的性能参数。结果表明,热电冷联产系统的储热温度大幅降低,实现了储热介质的改变;与原系统相比,热电冷联产系统电耗率基本不变,热效率、效率分别提高约14%、2.6%;供热压比变化对系统性能及设备损影响较小,换热器效能变化对系统效率、损有显著影响。