当前位置:首页 > 专题范文 > 党建材料 > 正文

太阳能光热发电的储能材料探析

发布时间: 2022-11-06 15:55:04 来源:网友投稿

摘 要:伴随着社会发展,我国逐渐开发太阳能资源,提高社会环保水平。如今,太阳能经常被用来发电,以此满足人民群众对电力需求。但是太阳能发电也有一定缺陷。主要表现在,阴天、下雨天等太阳能发电量明显会受到影响。基于此,我国创新与发展储能材料,提高太阳能发电水平。本文主要研究了显热储能材料、潜热储能材料、化学储能材料的基本原理与研究进展,希望人们更加了解储能材料,提高储能材料发展水平。

关键词:储能材料;原理;太阳能;光热发电

纵观全局,煤炭为我国发电动力来源之一。但是煤炭在燃烧过程中生成的气体会污染周围环境,不利于为人们提供优质空气。由于煤炭资源埋藏于地下,我国开采煤炭后容易引起地面塌陷。因此,我国有必要开采新能源代替煤炭资源,提高社会整体发展水平。就目前现状而言,太阳能是当下流行的一种清洁能源。而储能材料对提高太阳能发电的连续性具有积极意义。在这种情况之下,我国有必要深入研究储能材料,增强材料性能。

一、显热储能分析

(一)基本原理

显热储能材料会吸收外界温度,并把温度储藏起来。我国许多工厂都生产这些储能材料,并且价格合理。因此,储能材料容易被大面积推广。从材料的形态角度来讲,储能材料共分为两种形式。一种是液体材料,如水、导热油等;另一种是固体材料,如岩石、混凝土

(二)研究进展

1.熔融盐

研究人员廖敏等应用静态熔融的方式,制备Na 2 CO 3 -KNO 3 新型熔盐。为保证所制备熔盐的水平,这些研究人员在制备的过程中添加了氯化钾、碳酸钾等材料。研究人员尹辉斌等,深入地分析了Na 2 CO 3 -K 2 CO 3 二元熔盐,得出了其耐高温的特征。研究人员胡宝华等,经过多次努力研究出了熔点是86.85J/g的混合熔盐,根据测试显示其在持续性高温的影响下仍然表现了稳定性特征。研究人员Yu等,通过混合多种化学原料的方法,制作出了四元混合硝酸盐。其耐温度性在400℃左右。

2.导热油

研究人员刘天祥等,应用试剂制备出OPDS。与此同时,他们深入地研究了OPDS特征,如,升温快、流动性强、耐温性好。由于OPDS制备方法简单便捷、成本不高、整体性能较高,我国积极地批量生产OPDS,提高耐高温材料发展水平。研究人员刘腾跃等,制备出了SiO 2 -导热油,并研究了其性能,发现,SiO 2 -导热油的体积与粘度成正比,温度与粘度成反比。

(三)显热储能案例

清华大学应用芒硝为储热材料在河北省石家庄市小区研究成功太阳房。德国在汉堡通过应用储热材料制作了一个容量为4500的储水罐用来储存太阳能资源。

二、潜热储能材料

(一)基本原理

潜热储能材料主要利用物态变化原理,达到储存能源的目的。该材料共分为两大类,一种是低温相变材料,如石蜡、冰等,另一种为高温相变材料,如合金、混合盐类等。这些材料在储存能量时温度变化并不明显。人们就可以应用体积较小装置搜集与储存能源。正是因为装置的体积较小,人们可以批量化储存太阳能资源。在实际工作中发现,潜热储能材料整体管理水平比较高。总而言之,潜热储能材料具有诸多储存太阳能资源的优势。因此,我国可以加大对潜热储能材料的应用力度。

(二)研究进展

研究人员孙建强等,对潜热储能材料所用不同容器的腐蚀性做了诸多测试。他们主要选取了碳钢与不锈钢做本次实验对象,发现,不锈钢的耐腐蚀性大于碳钢。由此可见,要积极地把不锈钢作为潜热储能材料所应用的容器。研究人员程晓敏等,制备出了全新的潜热储能材料(Al-Si-Cu-Mg-Zn合金)。为保证该种材料的适用性,他们对材料进行耐温测试,发现该种材料大约能够承受住550℃左右的高温。研究人员刘靖等,制备出了Al-Si合金。利用仪器检测该种材料的耐高温型,发现,不同制备比例所制作出材料的耐高温性存在差异。

(三)潜热储能案例

混凝土是潜热储能材料代表之一。建筑物中所应用的混凝土通过吸收外界热量与释放外界热量的方式调节室内温度,提高居民居住水平。不同材质也会影响温度调节效果。比如,实心混凝土墙体温度调节能力大于木材。

三、化学储能分析

(一)基本原理

化学储能材料,顾名思义,就是指应用化学反应,储存热能的材料。通过研究得知,化学原料储存能源的效果好于以上两种。由于化学储能材料的储存能源的过程中需要应用催化剂,这种储存能源方式的成本比较高。加之,人们在储存能源的过程中需要准备一系类的材料,也需要控制反应条件等。因此,化学储能材料的推广水平并不高。

(二)研究进展

研究人员陈源等,探究了温度对CH 4 -CO 2 的影响,发现,温度越高CH 4 -CO 2 的反应效果越好。但是反应过程稳定性将会受到影响。与此同时,他们还探究了甲烷转化率的问题,发现,反应流速与其成反比,而二氧化碳量与其成反比。除此之外,他们发现容器体积愈大、催化物的直径愈大,甲烷转化率将会相应降低。研究人员鲍泽威等,应用模型的方法,测试热源温度与系统性能之间的关系。发现,两者呈正比。研究人员吴娟等,则深入研究了前人所构建的化学储能体系。在研究的过程中,他们发现了该体系存在的缺陷,如储能方法过于复杂、并且成本比较高、推广性不强。随后,他们继续深化化学储能体系,希望为我国能源储存工作贡献自己的一份力量。

(三)化学储能案例

澳大利亚利用“氨闭合回路热化学反应”储存太阳能资源。该化学反应不仅能够吸收太阳能,而且能够释放热量

四、研究展望

本次主要研究了显热储能材料、潜热储能材料、化学储能材料。这三大类型材料的性能、反应方式存在差異,既具有应用优势,又具有反应劣势。显热储能材料因原理简单,得到了大面积推广。不过,其能够储存的能量比较小。因此,我国仍然需要继续研究与开发显热储能材料。熔融盐是经常应用的显热储能材料。由于熔融盐会对容器产生一定的腐蚀性,研究人员有必要探寻解决该问题的方法。比如,他们可以通过添加一定的介质,以此保证在不影响储存能量效果的同时发挥熔融盐价值。与此同时,他们可以选择耐腐蚀容器,降低熔融盐的腐蚀性。潜热储能材料的整体普及性比较高。然而,当前技术发展水平与储能需求存在差距。同时,成本相对较高也是制约潜热储能材料快速发展的原因之一。因此,我国需要沿着低成本的方向继续研究潜热储能材料。化学储能材料的储存能量的效果较佳,发展前景广阔。但是成为较高、反应方式过于复杂也是制约其发展的一大要素。总而言之,我国需要不断地发展以上材料,保证材料的适用性。除此之外,我国可以开发其他储存太阳能资源的材料,提高太阳能发电水平。

五、结语

综上所述,太能资源来自于太阳的温度,该种资源不仅所产生的成本相对较低,而且环保性能较高。因此,太阳能资源得到社会广泛关注。

参考文献:

[1]汪德良,张纯,杨玉,张磊,白文刚,李红智,姚明宇.基于太阳能光热发电的热化学储能体系研究进展[J/OL].热力发电,2019(07):1-9[2019-07-13].https://doi.org/10.19666/j.rlfd.201904079

[2]姜铁骝,徐志明,王刚.基于移动Ad Hoc网络的太阳能光热发电短期功率预测模型研究[J].汽轮机技术,2019,61(02):151-154.

[3]江海军,张全新,朱斌.太阳能光热发电系统GH3625合金加热管开裂原因探讨[J].物理测试,2019,37(01):36-39.

[4]金姗,李有霞,臧平伟,程虎,肖欣悦,奚正稳,孙登科.太阳能光热发电项目熔盐蒸汽发生系统整体布置研究[J].东方电气评论,2018,32(04):80-83.

版权所有:博古范文网 2012-2024 未经授权禁止复制或建立镜像[博古范文网]所有资源完全免费共享

Powered by 博古范文网 © All Rights Reserved.。浙ICP备12018771号-1