太阳能光热发电的储能材料的原理及研究进展
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
刘天祥等将二苯基二氯硅烷与辛基格试剂进行 选择性反应，再通过水解和分子间脱水反应产生1， 3－二辛基1，1，3，3－四苯基二硅氧烷（OPDS）。 利用核磁共振等方式表征了其结构。对OPDS进行测
3月上发网站6.indd 34
2019/4/23 17:41:28
I 科 技 创 新
Technological progress
胡宝华等将氯化钠无水氯化钙作为原料，制出 了熔点是86.85J/g的混合熔盐，该种混合熔盐具有持 续高温与高低温热循环稳定性，在高温传热蓄热介质 上，使用温度范围为550℃~800℃，满足了太阳能超 临界发电方面的温度要求。
Yu等制备了亚硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂和硝酸钠 组合而成的四元混合硝酸盐，其最佳操作温度范围为 250℃~550℃。 1.2.2 导热油
刘腾跃等通过旋转黏度计对制备出的稳定性良好 的SiO2-导热油纳米流体的黏度进行了测量，并且对 纳米颗粒体积分数、温度及旋转黏度计转速对纳米流 体黏度的影响做了研究。实验显示，随着纳米SiO2体 积分数的增加，纳米流体的黏度值也随之增加，并且 纳米流体从牛顿流体逐渐变成非牛顿流体；温度对于 纳米流体黏度的影响则是纳米流体的黏度随温度升高 而迅速减小。
■ 文／刘同同
太阳能光热发电的储能材料的 原理及研究进展
0 引言
目前中国主要使用煤炭发电，然而煤炭的使用产 生了大量二氧化硫、二氧化碳等气体，严重影响了生 态环境。煤炭的开采还使部分地区出现地面塌陷的情 况，煤炭储量也日趋减少，寻找新的环保能源迫在眉 睫。太阳能属于纯天然、无污染的能源，且源源不断 容易获得，大力发展太阳能十分必要。太阳能光热发 电是一种优良的利用太阳能发电的方式，但是其严重 受制于天气状况。为保证太阳能光热发电厂能够持续 不间断地发电，需要储存多余的太阳能。因此储能 技术是太阳能光热发电中关键的一环。现在太阳能 光热发电厂中所使用的储能材料有3种：显热储能材 料、潜热储能材料及化学储能材料。储能材料需要 具备良好的导热性、可操作性、可逆性及较高的导 热系数与储能密度。本文主要研究此3种储能材料 的研究进展，为太阳能光热发电的储能技术提供 参考。
孙建强等通过差示扫描量热（DSC）分析技术测 定了作为潜热储蓄材料的Al 34％Mg 6%Zn合金的热性 能，并研究了此合金在长期的储热放热过程中对容器 材料的腐蚀。该腐蚀试验选取了碳钢（C20）与不锈 钢（SS304L）作为容器材料。1000次热循环（凝固和 熔融）的腐蚀实验中，分析了上述两种材料试样失重 （mg/cm2）和腐蚀速率（mg/day）的热重，以及对显 微组织结构的金相研究。研究表明，在长期的储能应 用中，SS304L钢与C20钢相比，更能与此合金相容，
1 显热储能材料
1.1 基本原理 显热储能技术——一种通过储能材料与其他物质
直接或间接接触导致温度变化来完成热量的吸收与释 放，进而实现储存能量的技术。显热储能技术所需的 材料容易获取，成本低廉，相对其他储能技术较为简 单且成熟。显热储能材料分为液体材料与固体材料。 常见的液体显热储能材料有熔融盐、水和导热油等； 固体显热储能材料有岩石、石英砂和混凝土等。 1.2 研究进展 1.2.1 熔融盐
试后，实验说明此合成方式具有以下优点：高反应产 率、简单的反应工艺、产物提纯方便、合成OPDS过 程高效，并且该实验所产生的OPDS具有以下特点： ①传统的导热油的热学性质，而且比传统硅油的快速 氧化温度有所提升，不易在高温下发生凝胶化；②与 传统硅油相比黏度较低，流动性更强；③OPDS的沸 点＞580℃，闪点＞280℃，燃点＞300℃，即具有较 高的耐热性能，能够长期在高热条件下使用。该实验 目前已成功应用于生产中，希望可以将该实验合成的 OPDS用作耐高温介质油的使用，为国内填补耐高温 导热油市场的空白献出力量。
I科技创新 Technological progress
摘要：太阳能光热发电作为新能源发电的一种形式，具有环保、高效等优点，但是发电受制于天气情况。 为保证太阳能光热发电的连续性，研究光热发电的储能材料意义重大。文章主要叙述3种光热发电储能技术 的原理及代表材料，梳ຫໍສະໝຸດ Baidu相关的研究进展，并对其作出对比，以期为太阳能光热发电的储能研究作出贡献。 关键词：太阳能光热发电；储能材料；研究进展 文章编号：2096-4137（2019）05-034-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2019.05.07
廖敏等制备Na2CO3-KNO3新型熔盐，通过静态
·34· 中国高新科技 2019年第41期
熔融的方法制得，并添加氯化钾、碳酸钾等高熔点 材料对熔融盐进行改性。研究显示经过改性的碳酸 盐熔点数值较好，相变潜热数值较大，在850℃以 下热稳定性良好。尹辉斌等对Na2CO3-K2CO3二元 熔盐体系进行改性，通过静态熔融法制备混合碳酸 熔盐，对高温静态、蓄、放热循环下的热稳定性进 行了研究，并且对相变潜热高温密度和粘度、碳 酸熔盐的熔点等热物性进行了表征分析。研究表 明，C12（NaCO3:K2CO3:AXn=1:1.406:0.9967）和D04 （Na2CO3:K2CO3:CZn=1:1:0.7294）这两种熔盐体系处 于800℃以下的环境时具有优良的稳定性。C12的最 佳工作温度范围是600℃~800℃，D04的最佳工作温 度范围是450℃~800℃。该种二元熔盐体系具有比热 大、熔点大、相变潜热大及黏度小等优势，不但提高 了碳酸熔盐的传热性能，还将其工作的温度范围从 699℃~800℃扩大到400℃~800℃，使其满足了在高温 热利用技术领域方面，对传、蓄热材料性能的要求。
2 潜热储能材料
2.1 基本原理 潜热储能又称作相变储能。潜热储能技术利用
潜热储能材料在相变（即凝固、融化、凝华、升华、 凝结和气化等）过程中释放与吸收的热量来实现能量 的储存。潜热储能材料分为低温相变材料（冰、石蜡 等）和高温相变材料（金属、合金、高温熔化盐类及 混合盐类等），潜热储能材料能量密度较高，并且在 相变过程中近似恒温。因此，潜热储能技术装置简 便、设计灵活、体积小、使用方便且易于管理。潜热 储能技术所具备的各种条件十分有利，是三类储能技 术中最具发展前景的一类。 2.2 研究进展
3月上发网站6.indd 34
2019/4/23 17:41:28
I 科 技 创 新
Technological progress
胡宝华等将氯化钠无水氯化钙作为原料，制出 了熔点是86.85J/g的混合熔盐，该种混合熔盐具有持 续高温与高低温热循环稳定性，在高温传热蓄热介质 上，使用温度范围为550℃~800℃，满足了太阳能超 临界发电方面的温度要求。
Yu等制备了亚硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂和硝酸钠 组合而成的四元混合硝酸盐，其最佳操作温度范围为 250℃~550℃。 1.2.2 导热油
刘腾跃等通过旋转黏度计对制备出的稳定性良好 的SiO2-导热油纳米流体的黏度进行了测量，并且对 纳米颗粒体积分数、温度及旋转黏度计转速对纳米流 体黏度的影响做了研究。实验显示，随着纳米SiO2体 积分数的增加，纳米流体的黏度值也随之增加，并且 纳米流体从牛顿流体逐渐变成非牛顿流体；温度对于 纳米流体黏度的影响则是纳米流体的黏度随温度升高 而迅速减小。
■ 文／刘同同
太阳能光热发电的储能材料的 原理及研究进展
0 引言
目前中国主要使用煤炭发电，然而煤炭的使用产 生了大量二氧化硫、二氧化碳等气体，严重影响了生 态环境。煤炭的开采还使部分地区出现地面塌陷的情 况，煤炭储量也日趋减少，寻找新的环保能源迫在眉 睫。太阳能属于纯天然、无污染的能源，且源源不断 容易获得，大力发展太阳能十分必要。太阳能光热发 电是一种优良的利用太阳能发电的方式，但是其严重 受制于天气状况。为保证太阳能光热发电厂能够持续 不间断地发电，需要储存多余的太阳能。因此储能 技术是太阳能光热发电中关键的一环。现在太阳能 光热发电厂中所使用的储能材料有3种：显热储能材 料、潜热储能材料及化学储能材料。储能材料需要 具备良好的导热性、可操作性、可逆性及较高的导 热系数与储能密度。本文主要研究此3种储能材料 的研究进展，为太阳能光热发电的储能技术提供 参考。
孙建强等通过差示扫描量热（DSC）分析技术测 定了作为潜热储蓄材料的Al 34％Mg 6%Zn合金的热性 能，并研究了此合金在长期的储热放热过程中对容器 材料的腐蚀。该腐蚀试验选取了碳钢（C20）与不锈 钢（SS304L）作为容器材料。1000次热循环（凝固和 熔融）的腐蚀实验中，分析了上述两种材料试样失重 （mg/cm2）和腐蚀速率（mg/day）的热重，以及对显 微组织结构的金相研究。研究表明，在长期的储能应 用中，SS304L钢与C20钢相比，更能与此合金相容，
1 显热储能材料
1.1 基本原理 显热储能技术——一种通过储能材料与其他物质
直接或间接接触导致温度变化来完成热量的吸收与释 放，进而实现储存能量的技术。显热储能技术所需的 材料容易获取，成本低廉，相对其他储能技术较为简 单且成熟。显热储能材料分为液体材料与固体材料。 常见的液体显热储能材料有熔融盐、水和导热油等； 固体显热储能材料有岩石、石英砂和混凝土等。 1.2 研究进展 1.2.1 熔融盐
试后，实验说明此合成方式具有以下优点：高反应产 率、简单的反应工艺、产物提纯方便、合成OPDS过 程高效，并且该实验所产生的OPDS具有以下特点： ①传统的导热油的热学性质，而且比传统硅油的快速 氧化温度有所提升，不易在高温下发生凝胶化；②与 传统硅油相比黏度较低，流动性更强；③OPDS的沸 点＞580℃，闪点＞280℃，燃点＞300℃，即具有较 高的耐热性能，能够长期在高热条件下使用。该实验 目前已成功应用于生产中，希望可以将该实验合成的 OPDS用作耐高温介质油的使用，为国内填补耐高温 导热油市场的空白献出力量。
I科技创新 Technological progress
摘要：太阳能光热发电作为新能源发电的一种形式，具有环保、高效等优点，但是发电受制于天气情况。 为保证太阳能光热发电的连续性，研究光热发电的储能材料意义重大。文章主要叙述3种光热发电储能技术 的原理及代表材料，梳ຫໍສະໝຸດ Baidu相关的研究进展，并对其作出对比，以期为太阳能光热发电的储能研究作出贡献。 关键词：太阳能光热发电；储能材料；研究进展 文章编号：2096-4137（2019）05-034-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2019.05.07
廖敏等制备Na2CO3-KNO3新型熔盐，通过静态
·34· 中国高新科技 2019年第41期
熔融的方法制得，并添加氯化钾、碳酸钾等高熔点 材料对熔融盐进行改性。研究显示经过改性的碳酸 盐熔点数值较好，相变潜热数值较大，在850℃以 下热稳定性良好。尹辉斌等对Na2CO3-K2CO3二元 熔盐体系进行改性，通过静态熔融法制备混合碳酸 熔盐，对高温静态、蓄、放热循环下的热稳定性进 行了研究，并且对相变潜热高温密度和粘度、碳 酸熔盐的熔点等热物性进行了表征分析。研究表 明，C12（NaCO3:K2CO3:AXn=1:1.406:0.9967）和D04 （Na2CO3:K2CO3:CZn=1:1:0.7294）这两种熔盐体系处 于800℃以下的环境时具有优良的稳定性。C12的最 佳工作温度范围是600℃~800℃，D04的最佳工作温 度范围是450℃~800℃。该种二元熔盐体系具有比热 大、熔点大、相变潜热大及黏度小等优势，不但提高 了碳酸熔盐的传热性能，还将其工作的温度范围从 699℃~800℃扩大到400℃~800℃，使其满足了在高温 热利用技术领域方面，对传、蓄热材料性能的要求。
2 潜热储能材料
2.1 基本原理 潜热储能又称作相变储能。潜热储能技术利用
潜热储能材料在相变（即凝固、融化、凝华、升华、 凝结和气化等）过程中释放与吸收的热量来实现能量 的储存。潜热储能材料分为低温相变材料（冰、石蜡 等）和高温相变材料（金属、合金、高温熔化盐类及 混合盐类等），潜热储能材料能量密度较高，并且在 相变过程中近似恒温。因此，潜热储能技术装置简 便、设计灵活、体积小、使用方便且易于管理。潜热 储能技术所具备的各种条件十分有利，是三类储能技 术中最具发展前景的一类。 2.2 研究进展