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,絕大多數能量是需要經過熱能的形式和環節被轉化和利用的,尤其是在我國,這個比例達到90%以上。正因如此,儲熱技術較為簡單和普遍,它的應用也遠遠早于工業**尤其是電力**后才出現的其它儲能技術,如我國北方地區的燒炕取暖即是利用儲熱技術解決熱能供求在時間上的不匹配。隨著人類的發展和對能源利用技術的不斷改進,儲熱技術也不斷發展,而且在人們的生產和生活中,在能源的集中供應端和用戶端,都發揮著日益重要的作用。儲熱材料要保證儲熱介質有較長的壽命周期。甘肅太陽能儲熱系統
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。據報告統計介紹,全球儲能方向所發表的文章主要在鋰離子電池和儲熱兩個方向,這兩個儲能技術方向在2009年以前每年發表的文章數相當,但到2015年鋰離子電池方向的文章總數約為3500篇,是儲熱方向文章數的3.5倍。而從近十年的趨勢來看,鋰電子方向現有數遠超出儲熱方面,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展中還未得到爆發增長,與抽水蓄能等其他成熟的儲能技術相比,還處于剛剛起步到初步應用的階段。不過,根據數據統計,儲熱的體量已經有所上升,的全球統計數據顯示,儲熱在儲能中占的比例越來越高,儲熱裝機已經達到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。總的來看,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。
相變材料的技術原理是利用物質的相變過程來進行儲放熱。具體來說,物質有固、液、氣三相,物質由一種狀態(相)變為另一種狀態(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。若按物質相狀態之間的轉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:當物質由一種結晶態向另一種結晶態的轉變時,會發生能量的轉換,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點,因此特別受到關注,具有此類儲熱型式的物質一般稱為「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,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,需要根據應用范圍及特性選擇合適的相變化儲熱材料。 儲熱介質有水、水蒸汽、沙石等。
利用相變材料相變時單位質量(體積)潛熱,蓄熱量非常大能把熱能貯存起來加以利用,如空間太陽能發電用蓄熱器,深夜電力調峰用蓄熱器,其儲能比顯熱一個數量級,而且放熱溫度恒定,但其儲熱介質一般有過冷、相分離、易老化等缺點。根據相變種類的不同,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。根據材料性質的不同,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。混合類又可分為:有機混合類、無機混合類及無機一有機混合類。 儲熱技術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供應商
儲熱方式原理簡單、技術較成熟、材料來源豐富及成本低廉。甘肅太陽能儲熱系統
相變供熱是一種以相變儲能材料為基礎的高新儲能技術,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點,相變蓄熱技術得到了較多的研究,尤其適用于熱量供給不連續或供給與需求不協調的工況下,相變儲熱系統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