顯熱儲存是利用儲熱材料的熱容量,透過升高或降低材料的溫度而實現熱量的儲存或釋 放的過程。顯熱儲存原理簡單,材料來源豐富,成本低廉,是研究最早,利用最廣泛,技術 最成熟的太陽能熱儲存方式。 低溫範圍內,水、土壤、砂石及岩石是最為常見的顯熱儲熱材料。德國漢堡生態村的設計中, 採用了一個容量為 4500 的大儲水罐作為儲存一年四季中所採集的太陽能的儲存裝置。 Kreetz 提出了在太陽能煙囪電站集熱棚內佈置水管作為儲能系統的構想。
集熱器地面上並排 排列著黑色水管, 數值計算結果表明利用水儲熱裝置可以保證太陽能煙囪發電系統晝夜連續 工作。在太陽能高溫儲存場合常用的顯熱儲存介質有沙石-石-礦物油、混凝土、導熱油、和 液態鈉等。從儲熱能力、成本和安全性考慮,混凝土是比較有前途的儲熱材料。德國航天航 空研究中心的 Tamme et al 在研究砂石混凝土和玄武岩混凝土的基礎上,研究開發耐高溫混 凝土和鑄造陶瓷等固體儲熱材料,在阿爾梅里亞太陽能實驗基地與槽式系統進行聯合試驗, 效果良好。
太陽能顯熱儲存有向地下發展的趨勢。太陽能的地下顯熱儲存比較適合於長期儲存, 而且成本低,佔地少,因此是一種很有發展前途的儲熱方式。美國華盛頓地區利用地下土壤 儲存太陽能用於供暖和提供生活熱水,在夏季結束時,土壤溫度可以上升至 80℃,而在供 暖季節結束時,溫度降至 40℃。此外,地下岩石儲存太陽能和地下含水層儲存太陽能都得 到了廣泛的研究。然而,由於顯熱儲存材料是依靠儲熱材料溫度變化來進行熱量的儲存,放 熱過程不能恆溫,儲熱密度小,使得儲熱裝置體積龐大,而且與周圍環境存在溫度差,造成 熱量損失,熱量不能長期儲存,不適合長時間、大容量儲存熱量,限制了顯熱儲存技術的進 一步發展。[1]
相變儲存
相變儲存是利用儲熱材料在熱作用下發生相變而產生熱量儲存的過程。相變儲存具有儲 能密度高,放熱過程溫度波動範圍小等優點得到了越來越多的重視。 將相變儲熱材料應用於溫室來儲存太陽能始於 80 年代,應用到的相變材料主要有 CaCl?6H2O、NaSO4?10H2O 和聚乙二醇。太陽能熱發電儲熱系統中的相變儲熱材料主要為高 溫水蒸氣和熔融鹽,利用熔融鹽作為儲熱介質具有溫度使用範圍寬,熱容量大,粘度低,化 學穩定性好等優點, 但鹽類相變材料在高溫下對儲熱裝置有較強的腐蝕性。
顯熱儲存是利用儲熱材料的熱容量,透過升高或降低材料的溫度而實現熱量的儲存或釋 放的過程。顯熱儲存原理簡單,材料來源豐富,成本低廉,是研究最早,利用最廣泛,技術 最成熟的太陽能熱儲存方式。 低溫範圍內,水、土壤、砂石及岩石是最為常見的顯熱儲熱材料。德國漢堡生態村的設計中, 採用了一個容量為 4500 的大儲水罐作為儲存一年四季中所採集的太陽能的儲存裝置。 Kreetz 提出了在太陽能煙囪電站集熱棚內佈置水管作為儲能系統的構想。
集熱器地面上並排 排列著黑色水管, 數值計算結果表明利用水儲熱裝置可以保證太陽能煙囪發電系統晝夜連續 工作。在太陽能高溫儲存場合常用的顯熱儲存介質有沙石-石-礦物油、混凝土、導熱油、和 液態鈉等。從儲熱能力、成本和安全性考慮,混凝土是比較有前途的儲熱材料。德國航天航 空研究中心的 Tamme et al 在研究砂石混凝土和玄武岩混凝土的基礎上,研究開發耐高溫混 凝土和鑄造陶瓷等固體儲熱材料,在阿爾梅里亞太陽能實驗基地與槽式系統進行聯合試驗, 效果良好。
太陽能顯熱儲存有向地下發展的趨勢。太陽能的地下顯熱儲存比較適合於長期儲存, 而且成本低,佔地少,因此是一種很有發展前途的儲熱方式。美國華盛頓地區利用地下土壤 儲存太陽能用於供暖和提供生活熱水,在夏季結束時,土壤溫度可以上升至 80℃,而在供 暖季節結束時,溫度降至 40℃。此外,地下岩石儲存太陽能和地下含水層儲存太陽能都得 到了廣泛的研究。然而,由於顯熱儲存材料是依靠儲熱材料溫度變化來進行熱量的儲存,放 熱過程不能恆溫,儲熱密度小,使得儲熱裝置體積龐大,而且與周圍環境存在溫度差,造成 熱量損失,熱量不能長期儲存,不適合長時間、大容量儲存熱量,限制了顯熱儲存技術的進 一步發展。[1]
相變儲存
相變儲存是利用儲熱材料在熱作用下發生相變而產生熱量儲存的過程。相變儲存具有儲 能密度高,放熱過程溫度波動範圍小等優點得到了越來越多的重視。 將相變儲熱材料應用於溫室來儲存太陽能始於 80 年代,應用到的相變材料主要有 CaCl?6H2O、NaSO4?10H2O 和聚乙二醇。太陽能熱發電儲熱系統中的相變儲熱材料主要為高 溫水蒸氣和熔融鹽,利用熔融鹽作為儲熱介質具有溫度使用範圍寬,熱容量大,粘度低,化 學穩定性好等優點, 但鹽類相變材料在高溫下對儲熱裝置有較強的腐蝕性。