具有相变材料的热能系统设计与分析文献综述
2020-04-15 15:47:19
在过去的几十年里,能源需求的增加,以及对限制温室气体和污染物的排放,导致了开发旨在节能和从以下方面生产能源的技术可再生能源。政府间气候变化专门委员会( IPCC )报告《[ 1》显示由于能源产生的二氧化碳排放,人类在气候变化方面发挥着重要作用消费,并且在未来几十年内必须大幅减少二氧化碳排放。
使用可再生能源和提高能源效率是实现以下目标的主要战略减少对化石燃料和二氧化碳排放的依赖。然而,众所周知,可再生能源特别是太阳能和风能等能源不仅具有以下特征不连续可用性,但也受到当地天气随机变化的影响
条件。
在这种情况下,能量存储的可用性将是至关重要的,允许大量
不同技术的解决方案和组合系统[ 2 ]。能量储存不仅减少了供需之间的不匹配,而且提高了能源系统的性能和可靠性,并在以下方面发挥了重要作用节约能源。能量储存也可以用来抵消传统能源的生产,确保预期的需求水平,允许由于燃料的使用,峰值的降低和工厂效率的提高储蓄[ 3 ]。可以存储的不同形式的能量包括机械的、电的和热能
最常见的机械存储系统是抽水蓄能( PHS )电力工厂、压缩空气能量存储器( CAES )和飞轮能量存储器( FES ),如中所述表1.1 [ 5 ]。PHS和CAES技术可以用于大规模的公用能源存储而飞轮更适合于中间存储
电能储存( EES )是指从电能中转换电能的过程网络转换成一种形式,在需要时可以储存起来转换回电能。这使用电池是储存电能的一种选择。电池的潜在应用有利用非峰值功率、负载均衡和存储风能产生的电能涡轮机或光伏电站。最常见的蓄电池类型是铅酸和镍-Cd [6],但是对于中型和大型固定应用,新技术是可用的,例如镍-金属氢化物( Ni-MH )和锂离子( Li-ion )电池。流动电池,是一种电池形式,其中电解质含有一种或多种溶解的物质流经动力电池/反应堆的电活性物质,其中化学能转换成电能。
完成这项任务的合适材料是相变材料( PCM )。阶段变化材料是一种在一定温度下储存或释放的相变材料大量能量称为潜热。潜热变化通常比
给定介质的显热变化,这与其比热有关。太阳能应用需要大的TES容量,以弥补白天辐射不足气象原因或者仅仅是一夜之间。这种能力通常通过显热来实现
存储系统。潜热储存系统提供了一种有效的替代方案能量作为潜热储存在经历相变的物质中,例如热量在固液转变中的融合。LHTES系统的主要优点是高热