隨著(zhu)雙碳(tan)目(mu)標的(de)提出,可再生能(neng)源必將(jiang)進一(yi)步(bu)得到大規模部署,而憑借高性(xing)(xing)價比熔(rong)鹽蓄(xu)熱等(deng)儲能(neng)系(xi)統具備(bei)極佳(jia)調峰(feng)性(xing)(xing)能(neng)的(de)光(guang)熱電站(zhan)正(zheng)迎來(lai)發(fa)展良機,目(mu)前(qian)青海、甘肅、吉林多(duo)地(di)正(zheng)在推進一(yi)批(pi)包(bao)含光(guang)熱發(fa)電項(xiang)目(mu)的(de)風光(guang)熱互補新能(neng)源基地(di)。
太(tai)(tai)陽能(neng)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)離不開儲熱(re)(re),儲熱(re)(re)作為其核心子(zi)系(xi)統之一(yi),其建設成本占比(bi)高達20%~25%,可以說太(tai)(tai)陽能(neng)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)系(xi)統的成敗決定于儲熱(re)(re)子(zi)系(xi)統的成敗,因(yin)此儲熱(re)(re)技術(shu)一(yi)直是太(tai)(tai)陽能(neng)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)領域的研究熱(re)(re)點。
1、儲熱技術分類
1.1顯熱儲熱
顯熱(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)是利用(yong)材料自(zi)身的比熱(re)(re)容(rong)來儲(chu)存/釋放熱(re)(re)能,工程上應用(yong)的一般(ban)有液(ye)體(ti)(ti)顯熱(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)和固體(ti)(ti)顯熱(re)(re)儲(chu)熱(re)(re),屬(shu)于非相變儲(chu)熱(re)(re);如水儲(chu)熱(re)(re),導(dao)熱(re)(re)油(you)儲(chu)熱(re)(re),石(shi)英砂和高(gao)溫混凝(ning)土(tu)儲(chu)熱(re)(re)等。
1.2潛熱儲熱
潛(qian)熱儲(chu)熱即相變(bian)(bian)儲(chu)熱,主要是通過儲(chu)熱材料(liao)發生相變(bian)(bian)時吸熱或放熱來實現能量(liang)的(de)儲(chu)存與(yu)釋(shi)放,如水-水蒸汽儲(chu)熱,熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱等。具有儲(chu)熱密度大,相變(bian)(bian)過程(cheng)中接近恒溫,儲(chu)熱系(xi)統(tong)尺(chi)寸較小等特點。
目前(qian)相(xiang)變(bian)類儲(chu)熱材(cai)(cai)料(liao)(liao)主要有:有機類、熔融(rong)鹽(yan)(yan)類、合(he)(he)金類及復(fu)合(he)(he)類等。熔融(rong)鹽(yan)(yan)類相(xiang)變(bian)材(cai)(cai)料(liao)(liao)一般由(you)堿金屬的(de)氟化(hua)物、氯(lv)化(hua)物、硝酸(suan)鹽(yan)(yan)、碳(tan)酸(suan)鹽(yan)(yan)等組成(cheng),可以(yi)是單組分、雙組分或多組分的(de)混合(he)(he)物,一般應(ying)用于(yu)中(zhong)高溫(wen)(wen)領域(yu)。納(na)米復(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)儲(chu)熱材(cai)(cai)料(liao)(liao)技(ji)(ji)術(shu)是近年來才開始出現工程應(ying)用的(de)新型相(xiang)變(bian)儲(chu)熱技(ji)(ji)術(shu),納(na)米顆粒具(ju)有比表面(mian)(mian)積大、界(jie)面(mian)(mian)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用強等特點,具(ju)有良好(hao)的(de)熱學性(xing)(xing)能(neng)。將納(na)米技(ji)(ji)術(shu)用于(yu)相(xiang)變(bian)儲(chu)熱領域(yu),制(zhi)成(cheng)復(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)儲(chu)熱材(cai)(cai)料(liao)(liao),可以(yi)延長相(xiang)變(bian)材(cai)(cai)料(liao)(liao)使用壽命、改善(shan)相(xiang)變(bian)材(cai)(cai)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng),拓寬其(qi)工作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度區間(jian)。
目前(qian),已研究的無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)高(gao)溫復(fu)(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)材料(liao)主要有(you)5類:無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)/陶瓷(ci)基(ji)(ji)復(fu)(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)材料(liao)、無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)/金屬(shu)基(ji)(ji)復(fu)(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)材料(liao)、金屬(shu)/陶瓷(ci)基(ji)(ji)復(fu)(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)材料(liao)、金屬(shu)/金屬(shu)基(ji)(ji)復(fu)(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)材料(liao)、無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)/多孔(kong)石墨基(ji)(ji)復(fu)(fu)合(he)(he)相(xiang)變(bian)材料(liao)。
金(jin)屬(shu)基(ji)復合相(xiang)變儲(chu)(chu)(chu)熱(re)材料(liao)中(zhong)(zhong),將金(jin)屬(shu)(或(huo)非(fei)金(jin)屬(shu))納米級粉體(ti)添加到(dao)熔融(rong)(rong)鹽(yan)中(zhong)(zhong),可以克服傳統(tong)相(xiang)變儲(chu)(chu)(chu)熱(re)材料(liao)熱(re)導率低(di)、過冷(leng)等(deng)缺點,得到(dao)導熱(re)系數(shu)增大的(de)新儲(chu)(chu)(chu)熱(re)介質(zhi)(zhi)。熔融(rong)(rong)鹽(yan)較(jiao)均勻地分(fen)(fen)布在(zai)多(duo)孔質(zhi)(zhi)網狀結(jie)構(gou)金(jin)屬(shu)基(ji)體(ti)中(zhong)(zhong),熔融(rong)(rong)鹽(yan)在(zai)復合儲(chu)(chu)(chu)熱(re)材料(liao)中(zhong)(zhong)達80%以上(shang),金(jin)屬(shu)骨架把相(xiang)變儲(chu)(chu)(chu)熱(re)材料(liao)分(fen)(fen)成(cheng)無數(shu)個微(wei)小的(de)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)單元(yuan),當溫度超過熔融(rong)(rong)鹽(yan)熔點時,熔融(rong)(rong)鹽(yan)熔化而吸收潛熱(re),因泡沫金(jin)屬(shu)孔的(de)毛細(xi)管張力作用而不會流出。克服了(le)潛熱(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)液固兩(liang)相(xiang)界面(mian)處傳熱(re)效果差和顯熱(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)量小等(deng)缺點。
1.3化學反應儲熱
化(hua)學(xue)反(fan)應儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)是(shi)利用(yong)可(ke)(ke)逆(ni)化(hua)學(xue)反(fan)應的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)與化(hua)學(xue)能(neng)的(de)轉換來進(jin)行(xing)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re),具(ju)有(you)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)密度高(gao)、儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)時間長、可(ke)(ke)以遠距(ju)離傳輸等(deng)優點。盡(jin)管(guan)化(hua)學(xue)反(fan)應儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)的(de)技(ji)術(shu)不成熟(shu),但(dan)利用(yong)太(tai)陽能(neng)熱(re)(re)(re)化(hua)學(xue)反(fan)應循(xun)環(huan)制(zhi)氫(qing)是(shi)一(yi)種間接儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)技(ji)術(shu),這(zhe)方面的(de)應用(yong)發展(zhan)很快(kuai)。太(tai)陽能(neng)熱(re)(re)(re)化(hua)學(xue)反(fan)應循(xun)環(huan)制(zhi)氫(qing)技(ji)術(shu)就是(shi)利用(yong)太(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)(re)發電系統提供的(de)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)與熱(re)(re)(re)化(hua)學(xue)反(fan)應裝置(zhi)聯(lian)合,采用(yong)金屬氧化(hua)物作中(zhong)間物,輸入(ru)系統的(de)原料(liao)是(shi)水,產(chan)物是(shi)氫(qing)和(he)氧,不產(chan)生CO和(he)CO2,效(xiao)率可(ke)(ke)以達到30%,是(shi)很有(you)潛(qian)力的(de)制(zhi)氫(qing)技(ji)術(shu)。
由于化學反應儲熱方(fang)式技術復(fu)雜、一次性投資較大(da),目前(qian)仍處(chu)于實驗(yan)室研(yan)究階段,在大(da)規模的應用之前(qian),還(huan)有許(xu)多問題(ti)需要解決。
2、常見的太陽能儲熱技術
2.1固體顯熱儲熱
德國(guo)航(hang)天航(hang)空研究(jiu)中(zhong)心(xin)(DLR)研究(jiu)開發(fa)出耐高溫混凝(ning)土(tu)(tu)和鑄造(zao)陶瓷等固體(ti)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系統,由(you)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)材(cai)料(liao)、高溫傳熱(re)(re)(re)(re)(re)流(liu)體(ti)和嵌入固體(ti)材(cai)料(liao)的圓管式換熱(re)(re)(re)(re)(re)管組成。在儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)階段熱(re)(re)(re)(re)(re)流(liu)體(ti)沿(yan)著換熱(re)(re)(re)(re)(re)管流(liu)動把高溫熱(re)(re)(re)(re)(re)能傳遞到(dao)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)材(cai)料(liao)中(zhong)。在放熱(re)(re)(re)(re)(re)階段,冷流(liu)體(ti)沿(yan)著相反方(fang)向(xiang)流(liu)動從儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)材(cai)料(liao)中(zhong)吸收熱(re)(re)(re)(re)(re)能用來發(fa)電(dian)。在西班牙的阿爾(er)梅里(li)亞太(tai)陽能實驗基地(PSA)的WESPE項目中(zhong),高溫混凝(ning)土(tu)(tu)和鑄造(zao)陶瓷儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)最高溫度為400℃,儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)能力為350kWh。每個儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)換熱(re)(re)(re)(re)(re)單(dan)元由(you)36根單(dan)管組成,管外(wai)徑為25mm,內徑為21mm,管間距為80mm。
混凝土(tu)儲熱裝置(zhi)造價很低,配(pei)置(zhi)靈(ling)活,操作簡便。混凝土(tu)的(de)(de)主要原料是沙(sha)(sha)(sha)子(zi)和礫(li)石(shi),在(zai)沙(sha)(sha)(sha)漠地帶幾乎(hu)免(mian)費(fei)就(jiu)可獲取(qu),在(zai)終年陽光明媚的(de)(de)地區(qu),如我國(guo)新疆的(de)(de)塔克拉(la)瑪干(gan),內蒙(meng)古的(de)(de)巴丹吉(ji)林沙(sha)(sha)(sha)漠、騰格里沙(sha)(sha)(sha)漠,這種混凝土(tu)儲熱器非(fei)常值得開發(fa)推廣(guang)。
2.2液體顯熱儲熱
目(mu)前,比較(jiao)(jiao)(jiao)常用(yong)(yong)的(de)(de)液體儲熱(re)介質包(bao)括各種熔(rong)鹽(yan)(yan)、礦(kuang)物油、導熱(re)油、液體金屬和水等。熔(rong)鹽(yan)(yan)具(ju)有較(jiao)(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)儲熱(re)傳(chuan)熱(re)性(xing)能,工作溫(wen)度與高(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)壓(ya)的(de)(de)蒸汽輪機(ji)相匹配,在常壓(ya)下是液態,不易燃(ran)燒、沒有毒性(xing),而且成本較(jiao)(jiao)(jiao)低,更(geng)適合(he)高(gao)(gao)溫(wen)太陽能光熱(re)發電。現(xian)在應用(yong)(yong)較(jiao)(jiao)(jiao)廣的(de)(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)主(zhu)要有二元熔(rong)鹽(yan)(yan)和三(san)元熔(rong)鹽(yan)(yan)。
熔鹽的缺(que)點(dian)有(you)高溫腐(fu)蝕以及低溫凝固等(deng)問(wen)題,相關(guan)管道閥門材料必(bi)(bi)須耐(nai)高溫、耐(nai)腐(fu)蝕,必(bi)(bi)須對相關(guan)設備(bei)進(jin)行(xing)保溫、預(yu)熱(re)和伴(ban)熱(re)等(deng)。
2.2.1單罐儲(chu)熱(re)系統(tong)
1982年,美國(guo)能源部在(zai)加利福(fu)尼亞州建立的(de)So1arOne塔式太陽能電站采用單(dan)罐間接式儲熱(re)系統(tong),儲熱(re)流(liu)體為(wei)(wei)導(dao)熱(re)油,溫(wen)(wen)度范(fan)圍為(wei)(wei)218~302℃,儲熱(re)能力為(wei)(wei)182MWh。罐內(nei)裝有6170t砂石和906m3的(de)Caloria型導(dao)熱(re)油。由(you)于導(dao)熱(re)油最高(gao)溫(wen)(wen)度的(de)限制,發電循(xun)環(huan)的(de)效(xiao)率只(zhi)有21%。
單(dan)罐(guan)熔(rong)鹽儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)是指作為(wei)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)介質的(de)(de)冷流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)和熱(re)(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)都儲(chu)(chu)存在(zai)(zai)一(yi)個(ge)單(dan)罐(guan)中,在(zai)(zai)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)或放(fang)熱(re)(re)(re)(re)(re)過(guo)(guo)程中,冷流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)和熱(re)(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)會(hui)相互接(jie)觸,在(zai)(zai)接(jie)觸區域形成一(yi)個(ge)溫(wen)(wen)(wen)度(du)斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層,斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層以上流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)保(bao)持(chi)高溫(wen)(wen)(wen),斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層以下(xia)(xia)的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)保(bao)持(chi)低(di)溫(wen)(wen)(wen)。系(xi)統(tong)(tong)蓄放(fang)熱(re)(re)(re)(re)(re)過(guo)(guo)程時冷流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)罐(guan)的(de)(de)底(di)部(bu)被(bei)低(di)溫(wen)(wen)(wen)泵抽出(chu)(chu)(chu),經(jing)過(guo)(guo)外部(bu)換(huan)(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)器(qi)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)后(hou)由(you)(you)罐(guan)的(de)(de)頂(ding)部(bu)進(jin)(jin)入罐(guan)內(nei),或者熱(re)(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)罐(guan)的(de)(de)頂(ding)部(bu)被(bei)高溫(wen)(wen)(wen)泵抽出(chu)(chu)(chu),經(jing)過(guo)(guo)外部(bu)換(huan)(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)器(qi)冷卻后(hou)由(you)(you)罐(guan)的(de)(de)底(di)部(bu)進(jin)(jin)入罐(guan)內(nei)。隨著換(huan)(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)過(guo)(guo)程的(de)(de)進(jin)(jin)行,斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層會(hui)上下(xia)(xia)移動,抽出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)能夠保(bao)持(chi)恒(heng)溫(wen)(wen)(wen)。為(wei)了(le)縮短斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層的(de)(de)距離,防止冷熱(re)(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)對流(liu)(liu)混(hun)合,增加(jia)(jia)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang),一(yi)般會(hui)在(zai)(zai)罐(guan)內(nei)填充石英砂等材料來增加(jia)(jia)斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層效(xiao)應。單(dan)罐(guan)熔(rong)鹽儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)比雙罐(guan)熔(rong)鹽儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)節省投資約35%。
德(de)國DLR正在研制一(yi)種單(dan)罐(guan)(guan)(guan)儲(chu)熱新方法,其原理為利用可活動(dong)的機械(xie)壁面(mian)把一(yi)個罐(guan)(guan)(guan)分(fen)為兩部分(fen),分(fen)別儲(chu)存(cun)高溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)和(he)低溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)。在儲(chu)熱過程中高溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)進(jin)入單(dan)罐(guan)(guan)(guan)的高溫(wen)(wen)部分(fen),使(shi)得高溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)體積增加,推動(dong)分(fen)隔壁面(mian)移動(dong),使(shi)低溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)流出儲(chu)熱罐(guan)(guan)(guan),使(shi)得低溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)的體積減少,但整個儲(chu)熱單(dan)罐(guan)(guan)(guan)的熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)體積保持不(bu)變。由于(yu)采用了分(fen)隔界面(mian)使(shi)得冷熱熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)的熱損失(shi)比(bi)斜溫(wen)(wen)層單(dan)罐(guan)(guan)(guan)儲(chu)熱要少,其結構(gou)和(he)控制過程更加簡(jian)單(dan),估計不(bu)久的將(jiang)來就能實際應用。
東莞理工學(xue)院(yuan)提(ti)出了一種(zhong)新型熔融(rong)鹽高溫斜溫層混合儲(chu)熱(re)系統,與(yu)現有儲(chu)熱(re)系統相比,提(ti)高了單位體積的(de)(de)儲(chu)熱(re)容量,簡化了熔融(rong)鹽的(de)(de)注入和出料(liao)結構,正在抓緊研(yan)究工程(cheng)化應(ying)用技術(shu)。
2.2.2雙罐儲熱系統
雙(shuang)罐(guan)熔(rong)鹽儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)是指太陽能(neng)光熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)發電系(xi)(xi)統(tong)包含兩個(ge)儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan),一個(ge)高溫儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan);另一個(ge)低溫儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan)。其按照儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)方(fang)式可(ke)分為(wei)直接儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)和(he)間(jian)(jian)接儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)。間(jian)(jian)接儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)的傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)和(he)儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)采(cai)用不同(tong)的物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi),需要(yao)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)裝置來傳(chuan)遞熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)。間(jian)(jian)接儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)常采(cai)用導熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油作為(wei)傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi),熔(rong)融鹽液作為(wei)儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)。傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)與儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)之間(jian)(jian)有油-鹽換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器,工作溫度不能(neng)超過400℃。其缺點是傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)與儲(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)之間(jian)(jian)通過換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)器進行換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re),帶來間(jian)(jian)接換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)損失。
直接儲(chu)熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)統(tong)中傳熱(re)(re)流體既作為傳熱(re)(re)介質(zhi),又作為儲(chu)熱(re)(re)介質(zhi),不存(cun)在油-鹽換(huan)熱(re)(re)器(qi),適(shi)用于(yu)400~500℃的(de)(de)高溫工況,從(cong)而(er)使(shi)朗肯循(xun)環(huan)的(de)(de)發電(dian)效率達到40%。對(dui)于(yu)管(guan)道平面布置的(de)(de)槽式太陽能光熱(re)(re)發電(dian)系(xi)(xi)(xi)統(tong),需要(yao)使(shi)用伴熱(re)(re)的(de)(de)方法來防止熔(rong)融(rong)鹽液傳熱(re)(re)介質(zhi)的(de)(de)凍結。塔式太陽能光熱(re)(re)發電(dian)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)管(guan)網絕大部分(fen)是豎直布置在塔內,其(qi)工作溫度(du)比槽式系(xi)(xi)(xi)統(tong)高,傳熱(re)(re)介質(zhi)容(rong)易排出,因此直接儲(chu)熱(re)(re)的(de)(de)雙(shuang)罐熔(rong)鹽儲(chu)熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)統(tong)對(dui)塔式系(xi)(xi)(xi)統(tong)是比較好的(de)(de)選擇。
雙罐(guan)(guan)熔鹽儲(chu)熱系(xi)統(tong)中冷罐(guan)(guan)和(he)熱罐(guan)(guan)分別單(dan)獨(du)放置,技術風險低,是目(mu)前比較常用的(de)大規模太陽能光熱發電儲(chu)熱方法(fa),但是雙罐(guan)(guan)系(xi)統(tong)需(xu)要較多的(de)儲(chu)熱介質和(he)較高維(wei)護(hu)費(fei)用。
2.2.3水-水蒸(zheng)汽儲熱(re)系統(tong)
在太陽能(neng)光熱發電(dian)系統(tong)中,用水直接作為傳熱和儲熱介(jie)質,具(ju)有(you)比(bi)熱容(rong)大、熱導率高(gao)、無(wu)毒、無(wu)腐蝕、易于儲運等優點。在系統(tong)中加(jia)入(ru)了蒸汽儲熱器可以(yi)把多余的水蒸汽變成(cheng)體積熱容(rong)較大的水來儲存熱量,可以(yi)保持系統(tong)壓力在穩定工作范圍(wei)之內,具(ju)有(you)較少的反應時間、較高(gao)的放熱速率。
作為(wei)一種直接蒸(zheng)汽(qi)儲(chu)熱(re)發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong),是(shi)最有(you)希(xi)望減少成本的(de)(de)(de)方法之(zhi)一。但直接蒸(zheng)汽(qi)儲(chu)熱(re)發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong)存在高溫(wen)高壓問題,水蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)臨(lin)界壓力為(wei)22.129MPa,臨(lin)界溫(wen)度為(wei)374.15℃,當水的(de)(de)(de)溫(wen)度高于臨(lin)界溫(wen)度時,過熱(re)水蒸(zheng)汽(qi)壓力特(te)別高,對(dui)熱(re)傳輸系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)耐壓性提出了(le)非常高的(de)(de)(de)要求。
3、太陽能儲熱發展前景展望
隨著傳統化石能源(yuan)(yuan)的(de)(de)減少和(he)環(huan)境(jing)污染的(de)(de)日益(yi)嚴重,大(da)力(li)開發新能源(yuan)(yuan)尤其(qi)是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽能,是(shi)解決能源(yuan)(yuan)和(he)環(huan)境(jing)問(wen)題的(de)(de)最佳選擇,傳統化石能源(yuan)(yuan)經濟將逐(zhu)步讓位給太(tai)(tai)(tai)陽能。通過大(da)規模儲熱應(ying)用,可以改善太(tai)(tai)(tai)陽能的(de)(de)不連續、不穩定(ding)性,實(shi)現(xian)安全、穩定(ding)供電。因此,持續研究(jiu)開發可靠高效經濟適用的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽能儲熱技術(shu),對(dui)于太(tai)(tai)(tai)陽能光熱發電的(de)(de)良性發展(zhan)具有十(shi)分重要的(de)(de)意義。