儲熱槽

儲熱介質(zhì)吸收太陽輻射或其他載體的熱量蓄存于介質(zhì)內(nèi)部，環(huán)境溫度低于介質(zhì)溫度時熱量即釋放。

熱量以顯熱、潛熱或兩者兼有的形式儲存。顯熱是靠儲熱介質(zhì)的溫度升高來儲存。常溫下水和卵石均為常用的儲熱材料，水的儲熱量是同樣體積石塊的3倍。潛熱儲存是利用材料由固態(tài)熔化為液態(tài)時需要大量熔解熱的特性來吸收儲存熱量。熱量釋放后介質(zhì)回到固態(tài)，相變反復(fù)循環(huán)形成貯存、釋放熱量的過程。

儲熱技術(shù)包括兩個方面的要素，其一是熱能的轉(zhuǎn)化，它既包括熱能與其它形式的能之間的轉(zhuǎn)化，也包括熱能在不同物質(zhì)載體之間的傳遞；其二為熱能的儲存，即熱能在物質(zhì)載體上的存在狀態(tài)，理論上表現(xiàn)為其熱力學(xué)特征。雖然儲熱有顯熱儲熱、潛熱儲熱和化學(xué)反應(yīng)儲熱等多種形式，但本質(zhì)上均是物質(zhì)中大量分子熱運(yùn)動時的能量。因而從一般意義上講，熱能存儲的熱力學(xué)性質(zhì)與熱力學(xué)性質(zhì)相同，均有量和質(zhì)兩個衡量特征，即熱力學(xué)中的第一定律和第二定律。

2013年9月12日，由深圳市金釩能源科技有限公司投資建設(shè)的50MW槽式太陽能光熱發(fā)電項目在甘肅阿克塞正式開工。這是中國乃至全球范圍內(nèi)首個商業(yè)化的高溫熔鹽型槽式太陽能熱發(fā)電站。

該項目采用熔鹽傳熱儲熱槽式技術(shù)，配置15小時儲熱系統(tǒng)，設(shè)計建設(shè)152個回路，設(shè)計年發(fā)電量2.56億千瓦時，總投資19.86億元。其力爭2018年年底實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，確保2019年6月30日前全部建成且并網(wǎng)發(fā)電。

裝機(jī)為100MW的阿聯(lián)酋Shams1槽式太陽能熱發(fā)電站于2010年7月開始建設(shè)，占地面積2.5平方公里，年發(fā)電量210GWH，總投資額約為6億美元，可滿足2萬戶普通家庭的日常電力需求，年減排二氧化碳175,000噸。該電站于2013年3月17日正式投運(yùn)，它不僅是阿聯(lián)酋甚至中東和北非地區(qū)首個大型光熱電站，也是全球首個投運(yùn)的單機(jī)百兆瓦級別光熱電站。

該電站太陽能集熱場由258,048面槽式反射鏡組建，共設(shè)置了192個集熱回路，每個回路擁有4套集熱單元，總計768套集熱單元，單個集熱單元由36套槽式集熱器組成，共使用了27648根真空集熱管，鏡場總采光面積627,840平方米。2100433B

儲熱槽是一種儲熱設(shè)備，能有效實現(xiàn)熱能的存儲和釋放。

有學(xué)者采用真空灌注法制備出泡沫石墨/石蠟復(fù)合相變儲能材料，利用泡沫石墨優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維傳熱強(qiáng)化，改善了石蠟導(dǎo)熱性能差的缺陷，使得復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)相比純石蠟有了顯著提高。泡沫石墨骨架對石蠟的相變溫度影響不大，對相變時間影響顯著，使石蠟的相變界而移動加快，使石蠟的相變提前發(fā)生，減小了石蠟的相變時間范圍，提高了儲熱槽的儲熱、放熱性能和儲能密度，提高了其周期性儲/放熱的應(yīng)用前景。同時，由實驗結(jié)果可知，不同孔隙率的因素會影響復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)、儲能速率和儲能容量，在提高儲能速率和保證儲能容量兩者之間存在一最佳值，選擇孔隙率為91%的泡沫石墨作為復(fù)合材料骨架應(yīng)是一個較優(yōu)選擇。

儲熱技術(shù)基于大部分能量轉(zhuǎn)化都是通過熱能的形式實現(xiàn)這一事實，是最簡單的一種儲能方式，它在能源問題日益嚴(yán)峻的將來必將發(fā)揮越來越重要的作用。從靜態(tài)功能上來講，儲熱的熱力學(xué)性能揭示了提高儲熱的質(zhì)，即密度是其發(fā)展的內(nèi)在要求，而研究開發(fā)新型寬溫域儲熱材料是提高其儲熱密度的最有效途徑。從動態(tài)功能上講，更應(yīng)該將儲熱放在整個熱力系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中，以通過對儲熱這一新模塊的動態(tài)管理實現(xiàn)系統(tǒng)能源的最優(yōu)配置，而要實現(xiàn)這一目的就必須對儲熱過程進(jìn)行深入的研究和探索。

（1）有機(jī)類儲熱材料在固體狀態(tài)時成形性較好，一般不易出現(xiàn)過冷和相分離現(xiàn)象，并且對材料的腐蝕性較小，性能比較穩(wěn)定、毒性小、成本低。但其導(dǎo)熱系數(shù)小，導(dǎo)致對熱量變化的響應(yīng)速度慢，同時密度較低，從而單位體積的儲能能力較小，并且有機(jī)物一般熔點(diǎn)較低，易揮發(fā)、易燃、易被空氣中的氧氣緩慢氧化老化。有機(jī)類儲熱材料與無機(jī)類陶瓷材料及碳材料復(fù)合是解決有機(jī)類儲熱材料存在問題的有效途徑。

（2）近期對無機(jī)鹽儲熱材料的研究表明，對不同配方的新型熔鹽的研究探索了潛在的、有應(yīng)用前景的優(yōu)良材料，對現(xiàn)有的熔鹽體系進(jìn)行摻雜實現(xiàn)性能優(yōu)化也成為一個新的突破點(diǎn)，逐漸獲得關(guān)注。對這些潛在材料的進(jìn)一步研究和試驗生產(chǎn)，為適應(yīng)正在急速發(fā)展的各種儲能系統(tǒng)的不同要求提供了可行途徑。

（3）最近由于合金類相變儲熱材料密度較高和相變潛熱較低，導(dǎo)致其在對重量較敏感的儲熱領(lǐng)域關(guān)注度不高。但低熔點(diǎn)合金相變儲熱材料的研究逐漸受到關(guān)注。低熔點(diǎn)合金由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，已被廣泛應(yīng)用于釬料、易熔合金保險絲、控溫元件和模具制造業(yè)等。此外，低熔點(diǎn)合金還具有沸點(diǎn)高、化學(xué)活性低、導(dǎo)熱系數(shù)大、密度高等特點(diǎn)，是一種潛在的熱量儲存和傳輸介質(zhì)。該系列儲熱材料有望與傳統(tǒng)的有機(jī)和無機(jī)儲熱材料進(jìn)行競爭。

（4）微膠囊相變材料盡管有望解決材料相變時的滲漏、相分離等問題，但微膠囊在實現(xiàn)較好的封裝效果的同時往往難以實現(xiàn)熱性能的提高。定形結(jié)構(gòu)相變材料更有利于平衡結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，實現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料的研究應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料的研究多集中在低溫范疇，對中高溫領(lǐng)域復(fù)合結(jié)構(gòu)相變材料的深入研究才剛剛起步，拓展復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料的溫度應(yīng)用領(lǐng)域、中高溫材料的篩選以及從材料界面-結(jié)構(gòu)-性能優(yōu)化等多尺度問題的研究都是未來研究的重點(diǎn)。

智能移動供熱車

智能移動供熱設(shè)備簡稱移動供熱車，是一種新型的余熱利用與集約化供熱模式，把工業(yè)余熱儲存到移動供熱車上，為需要熱能的地方輸送熱能。它主要由：儲熱柜、控制部件及放熱/儲熱管道、載車等部分組成。產(chǎn)品的使用領(lǐng)域為工業(yè)生產(chǎn)、采暖、洗浴、洗滌、酒店、賓館等需用分布式能源的場所。

風(fēng)能熱能儲存

風(fēng)能與其他能源相比，具有蘊(yùn)藏量大，分布廣泛，永不枯竭的優(yōu)勢，但受天氣和季節(jié)的影響非常大，遇到陰雨天和無風(fēng)天氣，則會造成電力供應(yīng)緊張甚至中斷，給廣大使用該類可再生能源的用戶，造成生產(chǎn)和生活的嚴(yán)重影響。風(fēng)能通過漿葉轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成電能，電能通過電熱器轉(zhuǎn)變成熱能儲存于儲熱材料中，當(dāng)需要時可及時供應(yīng)生產(chǎn)及生活中的熱水、熱風(fēng)、熱蒸汽。主要用于住宅、別墅、小型辦公區(qū)域、邊防哨所、公路收費(fèi)站等取暖、洗浴及生活熱水，還可應(yīng)用于石油輸送加熱、瀝青加熱、農(nóng)牧業(yè)采暖等領(lǐng)域。

太陽能熱儲存

太陽能集熱器把所收集到的太陽輻射能轉(zhuǎn)化成熱能并加熱其中的傳熱介質(zhì)，經(jīng)過熱交換器把熱量傳遞給蓄熱器內(nèi)的蓄熱介質(zhì)，同時，蓄熱介質(zhì)在良好的條件下將熱能儲存起來。當(dāng)需要時，即利用另一種傳熱介質(zhì)通過熱交換器把所儲存的熱量提取出來輸送給熱負(fù)荷；在運(yùn)行過程中，當(dāng)熱源的溫度高于熱負(fù)荷的溫度時，蓄熱器吸熱并儲存，而當(dāng)熱源的溫度低于熱負(fù)荷的溫度時，蓄熱器即放熱。

電力調(diào)峰熱能儲存

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國電力市場呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)：電力系統(tǒng)中的電力負(fù)荷峰谷差不斷增大，電力負(fù)荷低谷期發(fā)電量過剩，而電力負(fù)荷高峰期發(fā)電量不足，不利于解決電力負(fù)荷的峰谷差問題。以熱定電的運(yùn)行模式已不適應(yīng)現(xiàn)階段國內(nèi)電力、供熱市場的要求，同時面臨著新的運(yùn)行模式的挑戰(zhàn)。近年來我國民間和工業(yè)用電大幅上升，而在民用和工業(yè)熱水供應(yīng)、采暖、空調(diào)、工業(yè)干燥及電熱電器上，利用儲能技術(shù)來加快傳統(tǒng)工業(yè)和民用電氣產(chǎn)品改造，積極開發(fā)和利用儲能鍋爐和儲能式設(shè)備及電熱電器產(chǎn)品，甚至建立靈活機(jī)動的中小型儲能熱電站，量大面廣和靈活使用谷期電力，是實現(xiàn)峰谷電價、改善電網(wǎng)負(fù)荷平衡和淘汰效率低下機(jī)組的切實可行的手段，也是使用廉價而又清潔的電力，改善城市環(huán)境的可行辦法，在全國已經(jīng)全面實行分時記度電價政策時，儲熱技術(shù)便成為工業(yè)和民用的熱點(diǎn)。

工業(yè)余熱間歇式儲存器

工業(yè)余熱資源因為載體多樣、分布分散、衰變快、不可儲存、穩(wěn)定性差等原因，一直未得到大量應(yīng)用；工業(yè)生產(chǎn)過程排出的余熱一般波動很大，而且與用熱負(fù)荷的波動并不同步，所以實現(xiàn)工業(yè)余熱的回收利用時，通過儲熱技術(shù)來平衡用熱負(fù)荷是余熱回收的重點(diǎn)，工業(yè)余熱間歇式儲存器主要用于蒸汽熱能回收、煙氣，熱風(fēng)熱能回收。