Технология аккумулирования тепла играет важную роль в повышении гибкости глобальное хранение энергии системы, достижения стабильной выработки возобновляемой энергии и повышения эффективности ее использования. В этой статье мы подробно рассмотрим концепцию, классификацию, типы, сценарий использования, развитие технологий, процесс преобразования энергии и перспективы развития хранение тепловой энергии.
1.Что такое аккумулирование тепловой энергии?
Технология аккумулирования тепловой энергии (TES) временно накапливает энергию (солнечное тепло, геотермальное тепло, тепло промышленных отходов, низкосортное тепло и т. д.) путем нагрева или охлаждения энергоаккумулирующей среды, чтобы затем использовать накопленную энергию для выработки электроэнергии, отопления и охлаждения.
Например, жидкие или твердые вещества используются для накопления избыточной электрической и тепловой энергии. Накопленное тепло затем используется для получения тепловой энергии для генератора, вырабатывающего электричество.
2. Типы технологий хранения тепловой энергии
В соответствии с различными принципами аккумулирования тепла, технологии аккумулирования тепла (TES) можно разделить на аккумулирование разумного тепла, аккумулирование тепла при фазовых изменениях и термохимическое аккумулирование тепла.
- Накопители тепла (SHS): Сохраняет (или отдает) тепло, повышая (понижая) температуру твердых или жидких материалов без изменения фазы.
- Аккумулирование скрытого тепла (LHS): Тепло накапливается в определенной среде (или выделяется из нее), и среда испытывает изменения физического состояния в процессе накопления и выделения тепла.
- Термохимическое аккумулирование тепла (ТХХС): Тепло накапливается и выделяется в результате эндотермических или экзотермических химических реакций между двумя компонентами.
Эти три типа теплоаккумулирующих систем охватывают широкий диапазон рабочих температур (обычно применяется в диапазоне температур от -40°C до 700°C) и широкий диапазон накопления энергии (обычно применяется в диапазоне 10-2250 МДж/м3).
3. Преимущества, недостатки и сценарии применения технологии аккумулирования тепловой энергии
По сравнению с другими видами технологий, технология теплового хранения обладает уникальными преимуществами:
- Передача спроса. Снижение пикового и ровного спроса за счет накопления энергии при низком спросе и высвобождения энергии при высоком спросе;
- Интеграция волатильных поставок энергии. Сокращение выбросов CO2 и снижение затрат за счет того, что энергия используется тогда, когда она дешевле, а также за счет использования большего количества возобновляемых источников энергии;
- Интеграция отделов. Повышение общей энергоэффективности энергосистем, когда непиковая мощность используется для привода тепловых насосов, которые могут генерировать тепло, получаемое из более дешевой электроэнергии и отработанного тепла промышленных источников, чтобы сбалансировать нагрузки энергосистемы;
- Управление электросетями. Благодаря их внедрению можно снизить нагрузку на электросети и уменьшить потребность в дорогостоящей модернизации электросетей;
- Сезонное хранение энергии. Тепло хранится летом, чтобы удовлетворить потребности в отоплении зимой, а холодная энергия хранится зимой, чтобы удовлетворить потребности в отоплении летом.
В то же время нельзя игнорировать препятствия, с которыми сталкивается его развертывание:
- Сценарии применения относительно ограничены;
- Технологии и системы относительно незрелые;
- Эффективность термоэлектрического преобразования является одним из ограничивающих факторов.
4. Процесс преобразования энергии при хранении тепловой энергии
Технология термоаккумулирования (TES) использует электричество для нагрева и изоляции материалов, а затем преобразует тепло обратно в электричество с помощью устройства преобразования энергии.
Три основных этапа термоэлектрического преобразования - это преобразование электрической энергии в тепловую, накопление тепловой энергии и обратное преобразование тепловой энергии в электрическую.
Типичные потери энергии, связанные с каждым этапом в универсальной системе на основе технологии теплового хранения с коэффициентом полезного действия 47% (отношение мощности, отданной в сеть, к мощности, полученной из сети).
5.Как работают системы накопления тепловой энергии?
Жидкость хранится в двух резервуарах - в одном при высокой температуре, в другом при низкой. Жидкость из низкотемпературного бака проходит через солнечный коллектор или приемник, где солнечная энергия нагревает ее до высокой температуры, после чего она поступает в высокотемпературный бак для хранения.
6.Как хранится тепловая энергия?
Аккумулирование тепловой энергии означает нагрев или охлаждение носителя для последующего использования энергии. В простейшей форме это может означать использование резервуара с водой для хранения тепла, когда вода нагревается в моменты, когда энергии много, а затем энергия сохраняется в воде для использования, когда энергии становится меньше.
7. Каков текущий технологический статус хранения тепловой энергии?
Технология хранения тепловой энергии включает в себя два элемента. Первый - преобразование тепловой энергии, включающее не только преобразование между тепловой энергией и другими видами энергии, но и передачу тепловой энергии между различными материальными носителями; второй - хранение тепловой энергии.
То есть состояние существования тепловой энергии на материальном носителе, которое теоретически выражается как его термодинамические характеристики. Хотя существует множество форм аккумулирования тепла, таких как аккумулирование ощутимого тепла, аккумулирование скрытого тепла и аккумулирование тепла в результате химических реакций, по сути, они представляют собой энергию теплового движения большого количества молекул в веществе.
Таким образом, в общем смысле термодинамические свойства хранения тепловой энергии совпадают с термодинамическими свойствами, и оба имеют две измерительные характеристики: качество, то есть первый закон и второй закон термодинамики.
8. Техническое направление материалов для аккумулирования тепловой энергии
Исследования в области теплоаккумулирующих материалов в настоящее время сосредоточены на материалах, аккумулирующих разумное тепло, и материалах с фазовым переходом, особенно на высокотемпературных материалах с фазовым переходом, обладающих высокой плотностью аккумулирования тепла и компактными структурами теплоаккумулирующих устройств.
Среди них различные смешанные соли, которые могут быть использованы для управления температурой плавления веществ путем регулирования соотношения различных солей в средне-высокотемпературной рабочей области, заинтересовали многих исследователей.
Температура материалов, аккумулирующих разумное тепло, не может оставаться стабильной в процессе высвобождения энергии, а потери тепла при теплообмене высоки. Они не могут хранить тепло в течение длительного времени, а их теплоаккумулирующая способность низка, что не соответствует современным промышленным требованиям;
Химические накопители тепла используют обратимый
Накопители тепловой энергии - это тип химическое хранение энергии, процесс эндотермической/экзотермической реакции теплоаккумулирующих материалов для сохранения и отдачи тепла. Хотя этот метод обладает лучшей теплоаккумулирующей способностью и относительно небольшими тепловыми потерями, он сталкивается с проблемой коррозии оборудования под воздействием теплоаккумулирующих материалов и теплопередачи. Такие проблемы, как плохая способность к массопереносу и сложность разработки материалов, ограничивают практическое применение;
Технология хранения латентного тепла использует материалы с фазовым переходом для поглощения или выделения тепла в процессе фазового перехода, осуществляя тем самым теплообмен, что компенсирует недостатки накопителей чувствительного тепла, которые не могут сохранять тепло в течение длительного времени. Кроме того, плотность хранения энергии велика, а химические реакции не происходят. Наносят вред экологической среде.
9. Перспективы накопления тепловой энергии
С точки зрения глобальных тенденций развития, развитие технологии хранения тепла является необходимостью для долгосрочной международной конкуренции технологий хранения тепла, а также является требованием для достижения цели углеродной нейтральности в 3060 углеродных пиков.
Во-вторых, на тепловую энергию приходится более 50% терминального спроса на энергопотребление, а это значит, что ценность и пространство для развития тепловых накопителей не меньше, чем у накопителей электроэнергии. Поэтому необходимо развивать долгосрочное хранение тепловой энергии.
Это все о хранении тепловой энергии, если вы интересуетесь хранением энергии, вы можете обратиться к Топ-10 мировых производителей аккумуляторов для хранения энергии.
Проектирование систем хранения энергии на аккумуляторах: питание будущего
Эта статья посвящена тонкостям проектирования аккумуляторных систем хранения энергии, изучению их компонентов, принципов работы, сценариев применения, концепций дизайна и факторов оптимизации.
Накопители энергии для ИБП - надежное решение для резервного питания
В этой статье мы расскажем о значении накопителей энергии для ИБП и о том, как они могут значительно расширить возможности резервного питания. Изучите особенности и преимущества ИБП для хранения энергии прямо сейчас.
Решения и сценарии применения аккумуляторных батарей за счетчиком
Запасы проектов по хранению энергии по всему миру стремительно растут. Эта статья позволит нам узнать, как устроены аккумуляторные батареи.
+86 - 18925002618
