隨(sui)著雙碳目標(biao)的提出,可再(zai)生(sheng)能源(yuan)必將進一(yi)(yi)步得到大規模部(bu)署,而憑借高(gao)性價比(bi)熔鹽(yan)蓄(xu)熱(re)等(deng)儲能系統具(ju)備(bei)極佳調峰(feng)性能的光(guang)熱(re)電站正迎來發展(zhan)良(liang)機,目前青海、甘肅、吉林多地正在推進一(yi)(yi)批包含光(guang)熱(re)發電項目的風光(guang)熱(re)互(hu)補(bu)新能源(yuan)基地。
太(tai)(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)離不開儲熱(re)(re),儲熱(re)(re)作(zuo)為其(qi)核心子(zi)系統之一,其(qi)建設(she)成本占比高(gao)達20%~25%,可以說太(tai)(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)系統的(de)成敗決(jue)定于儲熱(re)(re)子(zi)系統的(de)成敗,因此儲熱(re)(re)技術(shu)一直是太(tai)(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)領域的(de)研(yan)究(jiu)熱(re)(re)點。
1、儲熱技術分類
1.1顯熱儲熱
顯(xian)熱儲(chu)(chu)(chu)熱是利(li)用材料(liao)自身的比熱容(rong)來儲(chu)(chu)(chu)存(cun)/釋(shi)放熱能,工程上應用的一般有液體(ti)顯(xian)熱儲(chu)(chu)(chu)熱和固體(ti)顯(xian)熱儲(chu)(chu)(chu)熱,屬于非相(xiang)變儲(chu)(chu)(chu)熱;如水儲(chu)(chu)(chu)熱,導熱油儲(chu)(chu)(chu)熱,石英砂(sha)和高(gao)溫混凝土儲(chu)(chu)(chu)熱等。
1.2潛熱儲熱
潛熱(re)(re)(re)儲熱(re)(re)(re)即相(xiang)變(bian)儲熱(re)(re)(re),主要是(shi)通過儲熱(re)(re)(re)材料(liao)發生相(xiang)變(bian)時吸熱(re)(re)(re)或放熱(re)(re)(re)來(lai)實現(xian)能(neng)量的儲存與釋放,如水(shui)-水(shui)蒸(zheng)汽儲熱(re)(re)(re),熔鹽儲熱(re)(re)(re)等。具有儲熱(re)(re)(re)密(mi)度(du)大,相(xiang)變(bian)過程中接近恒溫(wen),儲熱(re)(re)(re)系(xi)統尺寸較小(xiao)等特點。
目前相(xiang)變(bian)(bian)(bian)類(lei)儲熱(re)材(cai)料主要(yao)有:有機類(lei)、熔融鹽(yan)類(lei)、合(he)(he)(he)金(jin)類(lei)及(ji)復(fu)合(he)(he)(he)類(lei)等(deng)(deng)。熔融鹽(yan)類(lei)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)料一(yi)般由堿金(jin)屬的(de)氟化物(wu)、氯化物(wu)、硝(xiao)酸鹽(yan)、碳酸鹽(yan)等(deng)(deng)組(zu)成,可以是單組(zu)分(fen)、雙組(zu)分(fen)或多組(zu)分(fen)的(de)混合(he)(he)(he)物(wu),一(yi)般應用(yong)(yong)(yong)于(yu)中高溫領域。納(na)米復(fu)合(he)(he)(he)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲熱(re)材(cai)料技術是近年(nian)來才開(kai)始出(chu)現工程應用(yong)(yong)(yong)的(de)新型(xing)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲熱(re)技術,納(na)米顆粒(li)具有比表(biao)面積大、界面相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong)(yong)強(qiang)等(deng)(deng)特點,具有良好(hao)的(de)熱(re)學性能。將納(na)米技術用(yong)(yong)(yong)于(yu)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲熱(re)領域,制成復(fu)合(he)(he)(he)相(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲熱(re)材(cai)料,可以延長相(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)料使用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命、改善相(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)料性能,拓寬其工作溫度區(qu)間。
目前,已研究的無(wu)機(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)高溫復(fu)合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)(cai)料主要有5類:無(wu)機(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)/陶瓷基(ji)復(fu)合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)(cai)料、無(wu)機(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)/金(jin)屬(shu)基(ji)復(fu)合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)(cai)料、金(jin)屬(shu)/陶瓷基(ji)復(fu)合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)(cai)料、金(jin)屬(shu)/金(jin)屬(shu)基(ji)復(fu)合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)(cai)料、無(wu)機(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)/多孔石墨基(ji)復(fu)合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材(cai)(cai)料。
金(jin)屬基復合(he)相變(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)材(cai)(cai)料中(zhong)(zhong),將金(jin)屬(或非(fei)金(jin)屬)納米級粉體(ti)添加到熔(rong)融鹽(yan)(yan)中(zhong)(zhong),可以克(ke)服傳(chuan)統相變(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)材(cai)(cai)料熱(re)(re)(re)(re)導率低、過冷(leng)等缺(que)點,得到導熱(re)(re)(re)(re)系數增(zeng)大的(de)新儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)介(jie)質。熔(rong)融鹽(yan)(yan)較均勻地分(fen)布在多孔質網狀(zhuang)結(jie)構金(jin)屬基體(ti)中(zhong)(zhong),熔(rong)融鹽(yan)(yan)在復合(he)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)材(cai)(cai)料中(zhong)(zhong)達80%以上,金(jin)屬骨架把相變(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)材(cai)(cai)料分(fen)成無(wu)數個微小的(de)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)單元,當溫度超過熔(rong)融鹽(yan)(yan)熔(rong)點時,熔(rong)融鹽(yan)(yan)熔(rong)化而吸(xi)收潛熱(re)(re)(re)(re),因泡(pao)沫金(jin)屬孔的(de)毛細(xi)管(guan)張力作用而不會流出(chu)。克(ke)服了(le)潛熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)液固(gu)兩相界(jie)面處傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)效果差和顯熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)小等缺(que)點。
1.3化學反應儲熱
化學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)是(shi)(shi)利用(yong)(yong)可(ke)(ke)逆化學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)與化學(xue)(xue)(xue)能(neng)的(de)轉換(huan)來進行儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re),具(ju)有儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)密(mi)度高、儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)時(shi)間長、可(ke)(ke)以遠距離傳(chuan)輸等優點。盡(jin)管化學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)的(de)技(ji)術不成熟(shu),但利用(yong)(yong)太(tai)陽能(neng)熱(re)(re)(re)化學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應循環制(zhi)氫(qing)是(shi)(shi)一種間接(jie)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)技(ji)術,這方面的(de)應用(yong)(yong)發(fa)(fa)展很(hen)快。太(tai)陽能(neng)熱(re)(re)(re)化學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應循環制(zhi)氫(qing)技(ji)術就(jiu)是(shi)(shi)利用(yong)(yong)太(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)系統提供的(de)高溫(wen)環境與熱(re)(re)(re)化學(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)應裝置(zhi)聯合,采用(yong)(yong)金屬氧(yang)化物作中間物,輸入系統的(de)原料是(shi)(shi)水,產物是(shi)(shi)氫(qing)和氧(yang),不產生CO和CO2,效率(lv)可(ke)(ke)以達到30%,是(shi)(shi)很(hen)有潛(qian)力的(de)制(zhi)氫(qing)技(ji)術。
由于(yu)化學反應(ying)儲(chu)熱方式技(ji)術(shu)復雜(za)、一次性投資較大(da),目前(qian)仍處于(yu)實驗(yan)室研究階段,在(zai)大(da)規模的應(ying)用之(zhi)前(qian),還(huan)有(you)許多問(wen)題需要解決(jue)。
2、常見的太陽能儲熱技術
2.1固體顯熱儲熱
德國航天航空研究(jiu)中心(DLR)研究(jiu)開發出耐高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)混凝土和鑄(zhu)造(zao)陶瓷(ci)等(deng)固(gu)(gu)體(ti)(ti)儲(chu)熱(re)(re)系統,由儲(chu)熱(re)(re)材(cai)料(liao)、高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)傳熱(re)(re)流體(ti)(ti)和嵌入固(gu)(gu)體(ti)(ti)材(cai)料(liao)的圓管式換(huan)熱(re)(re)管組成。在(zai)儲(chu)熱(re)(re)階(jie)段(duan)熱(re)(re)流體(ti)(ti)沿(yan)(yan)著換(huan)熱(re)(re)管流動把高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)熱(re)(re)能(neng)傳遞(di)到(dao)儲(chu)熱(re)(re)材(cai)料(liao)中。在(zai)放熱(re)(re)階(jie)段(duan),冷流體(ti)(ti)沿(yan)(yan)著相反方向(xiang)流動從儲(chu)熱(re)(re)材(cai)料(liao)中吸收熱(re)(re)能(neng)用來發電。在(zai)西(xi)班(ban)牙的阿爾梅里(li)亞太陽能(neng)實驗基(ji)地(di)(PSA)的WESPE項(xiang)目中,高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)混凝土和鑄(zhu)造(zao)陶瓷(ci)儲(chu)熱(re)(re)最高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)度為400℃,儲(chu)熱(re)(re)能(neng)力為350kWh。每個儲(chu)熱(re)(re)換(huan)熱(re)(re)單(dan)元由36根單(dan)管組成,管外徑為25mm,內(nei)徑為21mm,管間(jian)距為80mm。
混(hun)凝土儲熱裝置(zhi)造價很低(di),配置(zhi)靈(ling)活,操作簡便。混(hun)凝土的(de)(de)主要原(yuan)料是沙子(zi)和礫石(shi),在沙漠(mo)地(di)帶幾乎(hu)免費就可獲取,在終年陽光(guang)明媚的(de)(de)地(di)區,如我國(guo)新疆的(de)(de)塔(ta)克拉瑪干,內(nei)蒙古的(de)(de)巴丹吉(ji)林沙漠(mo)、騰格里沙漠(mo),這種混(hun)凝土儲熱器非常值得開發推廣(guang)。
2.2液體顯熱儲熱
目(mu)前,比較(jiao)常(chang)用的液(ye)體儲熱(re)(re)介質包(bao)括各種(zhong)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)、礦物油(you)、導熱(re)(re)油(you)、液(ye)體金屬和水等。熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)具(ju)有較(jiao)好的儲熱(re)(re)傳熱(re)(re)性能,工作溫(wen)(wen)度(du)與高(gao)溫(wen)(wen)高(gao)壓(ya)的蒸(zheng)汽輪機相匹配(pei),在常(chang)壓(ya)下(xia)是液(ye)態(tai),不(bu)易燃燒、沒有毒(du)性,而且成本較(jiao)低,更適合高(gao)溫(wen)(wen)太陽(yang)能光熱(re)(re)發(fa)電。現在應用較(jiao)廣(guang)的熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)主要(yao)有二元熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)和三(san)元熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)。
熔鹽(yan)的(de)缺點有高溫(wen)腐蝕(shi)以及低溫(wen)凝(ning)固等(deng)問題,相關管道閥門(men)材料必須耐高溫(wen)、耐腐蝕(shi),必須對相關設備(bei)進(jin)行保溫(wen)、預熱和伴熱等(deng)。
2.2.1單(dan)罐儲熱系(xi)統
1982年,美國能(neng)源部(bu)在加利(li)福尼亞(ya)州(zhou)建立的(de)So1arOne塔式太陽(yang)能(neng)電站采用單罐(guan)間接(jie)式儲(chu)熱(re)(re)系統,儲(chu)熱(re)(re)流體為導(dao)熱(re)(re)油,溫度范圍(wei)為218~302℃,儲(chu)熱(re)(re)能(neng)力為182MWh。罐(guan)內(nei)裝有(you)6170t砂石和906m3的(de)Caloria型導(dao)熱(re)(re)油。由于導(dao)熱(re)(re)油最高溫度的(de)限(xian)制,發電循環(huan)的(de)效率只(zhi)有(you)21%。
單罐(guan)熔鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)系(xi)統是指作為(wei)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)介質的(de)(de)冷(leng)(leng)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)和熱(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)都(dou)儲(chu)(chu)存在(zai)(zai)一個單罐(guan)中,在(zai)(zai)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)或放熱(re)(re)(re)(re)過(guo)程(cheng)中,冷(leng)(leng)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)和熱(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)會(hui)相(xiang)互接觸,在(zai)(zai)接觸區域(yu)形成一個溫(wen)(wen)(wen)(wen)度斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng),斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)以上(shang)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)保持(chi)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen),斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)以下的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)保持(chi)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)。系(xi)統蓄放熱(re)(re)(re)(re)過(guo)程(cheng)時(shi)冷(leng)(leng)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)罐(guan)的(de)(de)底(di)(di)部(bu)(bu)被低溫(wen)(wen)(wen)(wen)泵抽出(chu)(chu),經過(guo)外部(bu)(bu)換熱(re)(re)(re)(re)器加熱(re)(re)(re)(re)后由(you)罐(guan)的(de)(de)頂部(bu)(bu)進(jin)入罐(guan)內,或者熱(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)罐(guan)的(de)(de)頂部(bu)(bu)被高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)泵抽出(chu)(chu),經過(guo)外部(bu)(bu)換熱(re)(re)(re)(re)器冷(leng)(leng)卻后由(you)罐(guan)的(de)(de)底(di)(di)部(bu)(bu)進(jin)入罐(guan)內。隨著換熱(re)(re)(re)(re)過(guo)程(cheng)的(de)(de)進(jin)行(xing),斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)會(hui)上(shang)下移動,抽出(chu)(chu)的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)能(neng)夠保持(chi)恒(heng)溫(wen)(wen)(wen)(wen)。為(wei)了縮短斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)距離,防止(zhi)冷(leng)(leng)熱(re)(re)(re)(re)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)對流(liu)(liu)混合(he),增(zeng)加儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)量,一般(ban)會(hui)在(zai)(zai)罐(guan)內填充(chong)石(shi)英砂等(deng)材料來(lai)增(zeng)加斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)效應。單罐(guan)熔鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)系(xi)統比雙罐(guan)熔鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)系(xi)統節省投資約35%。
德(de)國DLR正在研制(zhi)一種單(dan)罐(guan)(guan)儲熱新方法(fa),其原理為(wei)利用(yong)可活動的(de)(de)機械壁(bi)面把一個(ge)(ge)罐(guan)(guan)分(fen)(fen)(fen)為(wei)兩(liang)部分(fen)(fen)(fen),分(fen)(fen)(fen)別儲存高溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)和低(di)溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)。在儲熱過程中高溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)進入單(dan)罐(guan)(guan)的(de)(de)高溫(wen)(wen)部分(fen)(fen)(fen),使(shi)(shi)(shi)得(de)(de)高溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)體積增加,推(tui)動分(fen)(fen)(fen)隔(ge)壁(bi)面移動,使(shi)(shi)(shi)低(di)溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)流出儲熱罐(guan)(guan),使(shi)(shi)(shi)得(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)熔(rong)鹽(yan)的(de)(de)體積減少,但整個(ge)(ge)儲熱單(dan)罐(guan)(guan)的(de)(de)熔(rong)鹽(yan)體積保(bao)持不變。由于采用(yong)了分(fen)(fen)(fen)隔(ge)界面使(shi)(shi)(shi)得(de)(de)冷熱熔(rong)鹽(yan)的(de)(de)熱損失比斜(xie)溫(wen)(wen)層單(dan)罐(guan)(guan)儲熱要少,其結構和控制(zhi)過程更加簡(jian)單(dan),估計(ji)不久的(de)(de)將來就(jiu)能實際應用(yong)。
東莞理工學院提出了一種新型熔融(rong)鹽(yan)高(gao)(gao)溫斜溫層混合儲熱系統,與現有儲熱系統相比,提高(gao)(gao)了單位體(ti)積(ji)的(de)儲熱容量,簡化(hua)了熔融(rong)鹽(yan)的(de)注(zhu)入和出料(liao)結構,正在抓緊研究工程化(hua)應(ying)用技術(shu)。
2.2.2雙罐儲熱系統
雙罐(guan)熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)是指太陽能光熱(re)(re)(re)(re)(re)發電系(xi)統(tong)(tong)包含兩個(ge)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan),一個(ge)高溫儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan);另(ling)一個(ge)低溫儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)罐(guan)。其按照儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)方式可分為(wei)直接(jie)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)和(he)間(jian)(jian)接(jie)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)。間(jian)(jian)接(jie)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)的傳熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)和(he)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)采用不同的物質(zhi),需要(yao)換熱(re)(re)(re)(re)(re)裝置來(lai)傳遞熱(re)(re)(re)(re)(re)量。間(jian)(jian)接(jie)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)常采用導熱(re)(re)(re)(re)(re)油(you)作(zuo)為(wei)傳熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi),熔融鹽液作(zuo)為(wei)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)。傳熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)與儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)之間(jian)(jian)有油(you)-鹽換熱(re)(re)(re)(re)(re)器(qi),工(gong)作(zuo)溫度不能超過400℃。其缺點是傳熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)與儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)介(jie)質(zhi)之間(jian)(jian)通過換熱(re)(re)(re)(re)(re)器(qi)進行換熱(re)(re)(re)(re)(re),帶來(lai)間(jian)(jian)接(jie)換熱(re)(re)(re)(re)(re)損失。
直(zhi)接儲(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中傳(chuan)(chuan)(chuan)熱(re)(re)(re)流(liu)體(ti)既作(zuo)為(wei)傳(chuan)(chuan)(chuan)熱(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi),又作(zuo)為(wei)儲(chu)熱(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi),不(bu)存在油-鹽(yan)換熱(re)(re)(re)器,適用于400~500℃的(de)(de)(de)(de)高溫工(gong)況,從而(er)使朗肯(ken)循(xun)環的(de)(de)(de)(de)發(fa)電效率達到(dao)40%。對于管道平(ping)面布置的(de)(de)(de)(de)槽式(shi)(shi)太(tai)(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)(re)發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong),需(xu)要使用伴熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)方法來(lai)防(fang)止(zhi)熔(rong)融鹽(yan)液傳(chuan)(chuan)(chuan)熱(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)凍結(jie)。塔(ta)式(shi)(shi)太(tai)(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)(re)發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)管網絕大部分是(shi)豎直(zhi)布置在塔(ta)內,其工(gong)作(zuo)溫度比(bi)槽式(shi)(shi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)高,傳(chuan)(chuan)(chuan)熱(re)(re)(re)介(jie)(jie)質(zhi)容(rong)易排(pai)出,因此直(zhi)接儲(chu)熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)雙罐熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)對塔(ta)式(shi)(shi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)是(shi)比(bi)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)。
雙(shuang)罐(guan)熔鹽儲(chu)熱系統(tong)中冷罐(guan)和(he)熱罐(guan)分別單獨放(fang)置,技術風險低,是(shi)目前比較(jiao)(jiao)常用(yong)的(de)大規模(mo)太陽(yang)能(neng)光熱發電儲(chu)熱方(fang)法,但(dan)是(shi)雙(shuang)罐(guan)系統(tong)需要較(jiao)(jiao)多的(de)儲(chu)熱介質和(he)較(jiao)(jiao)高(gao)維護費用(yong)。
2.2.3水(shui)(shui)-水(shui)(shui)蒸汽儲熱系統
在太陽能光熱(re)發電(dian)系(xi)統中(zhong),用(yong)水(shui)直接作(zuo)為(wei)傳(chuan)熱(re)和儲(chu)(chu)熱(re)介質(zhi),具(ju)有比熱(re)容大、熱(re)導率高、無(wu)毒、無(wu)腐蝕、易于儲(chu)(chu)運(yun)等優點。在系(xi)統中(zhong)加入了蒸(zheng)汽儲(chu)(chu)熱(re)器可(ke)以(yi)把多余的(de)水(shui)蒸(zheng)汽變成體積熱(re)容較大的(de)水(shui)來儲(chu)(chu)存熱(re)量,可(ke)以(yi)保持系(xi)統壓力在穩定工作(zuo)范圍之內,具(ju)有較少的(de)反應(ying)時間、較高的(de)放熱(re)速率。
作為(wei)一種直接蒸汽(qi)儲(chu)熱(re)(re)發電(dian)系(xi)統,是最有希望減(jian)少成(cheng)本的(de)方法(fa)之一。但(dan)直接蒸汽(qi)儲(chu)熱(re)(re)發電(dian)系(xi)統存在高溫(wen)高壓(ya)(ya)問(wen)題(ti),水(shui)蒸汽(qi)的(de)臨(lin)界(jie)壓(ya)(ya)力為(wei)22.129MPa,臨(lin)界(jie)溫(wen)度(du)為(wei)374.15℃,當水(shui)的(de)溫(wen)度(du)高于臨(lin)界(jie)溫(wen)度(du)時,過(guo)熱(re)(re)水(shui)蒸汽(qi)壓(ya)(ya)力特(te)別高,對(dui)熱(re)(re)傳(chuan)輸系(xi)統的(de)耐壓(ya)(ya)性提(ti)出(chu)了非常高的(de)要求(qiu)。
3、太陽能儲熱發展前景展望
隨(sui)著(zhu)傳統化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)減少(shao)和(he)環(huan)(huan)境污染的(de)(de)(de)日(ri)益嚴重,大(da)力開發新能(neng)源(yuan)尤其是太(tai)(tai)陽(yang)能(neng),是解(jie)決能(neng)源(yuan)和(he)環(huan)(huan)境問題的(de)(de)(de)最佳選擇,傳統化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)經濟將(jiang)逐步讓位給太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)。通過大(da)規模儲熱(re)(re)應用,可(ke)(ke)以(yi)改善太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)的(de)(de)(de)不(bu)連續(xu)、不(bu)穩定性,實(shi)現安全、穩定供電(dian)。因此,持續(xu)研究開發可(ke)(ke)靠(kao)高效經濟適用的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)儲熱(re)(re)技術(shu),對(dui)于(yu)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)光熱(re)(re)發電(dian)的(de)(de)(de)良性發展(zhan)具有(you)十分(fen)重要的(de)(de)(de)意義。