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技术分享 | 光热储能技术

发布者: tangyujun 时间: 2023/5/5 10:11:33

光热储能技术是一项应用广泛的新型能源储存技术,它不仅可以将太阳能转化为电能储存,还能将太阳能转化为热能储存。据统计,中国是全球最大的太阳能资源国家之一,因此,光热储能技术在中国发展前景非常广阔。

 

一、光热储能技术的运行原理

光热储能技术的运行原理是将太阳能通过集光器或镜面聚焦到储存介质中,将光能转化为热能,并通过热交换将热能转化为电能。光热储能技术一般包括三个部分:太阳能聚光收集系统,储热系统和发电系统。

太阳能聚光收集系统可以采用平板式、直射式、抛物面式等不同形式,主要作用是将太阳能聚焦到储存介质中。储热系统一般包括热传导介质、热储存介质和传热设备,在储存过程中起到吸收和储存热能的作用。发电系统则是将储存热能转换成电能并输出,常见的发电设备包括蒸汽涡轮、发电机等。

 

二、研究情况

目前,中国在光热储能技术方面的研究和开发已经开始步入成熟期。2018年,中国成功建成了首个千兆瓦级光热储能电站——甘肃天祝400MW光热储能电站。该电站通过太阳能聚光系统将太阳能集中到储热系统中,再利用一系列设备将热能转化为电能供应给当地城市。

此外,中国还在开发新型高温储热材料,提高能量密度和热稳定性,同时研发节约投资、提高能源转化效率的技术方案。

 

三、发展方向

随着光热储能技术的不断发展,未来其主要发展方向包括:

1. 大型化:目前中国的光热储能电站已经进入百兆瓦级别,以后将会朝着更大型化的方向发展,建设更多千兆瓦级和万兆瓦级的光热储能电站。

2. 高效性:光热储能技术将会进一步提高电能转化的效率和能量密度,降低成本。

3. 碳减排:光热储能技术具有零排放、低污的特点,将会逐渐替代传统能源,实现碳减排。

4. 应用拓展:光热储能技术不仅可以用于工业领域的发电,还可以应用于供暖、冷却等领域,广泛应用于农村地区和偏远地区。

 

四、技术难点

虽然光热储能技术在中国得到了很大的发展,但是其仍然存在一些技术难点。主要包括:

1. 储    存介质的热稳定性:目前常用的储存介质主要是硝酸盐、氯化盐等盐类,这些储存介质存在热稳定性问题,容易造成能量损失和设备损坏。

2. 聚光系统的精度:太阳能聚光系统需要高度精确的设计和制造,否则会对光热转化效率产生很大的影响。

3. 研发高效节能的传热技术:传统的传热技术在高温环境下存在能耗高、使用寿命短等问题。因此,人们需要研发更加高效、节能的传热技术。

 

五、未来趋势

随着新能源和清洁能源的发展,光热储能技术将会得到更广泛的应用。未来中国的光热储能技术将会继续朝着高效、安全、环保、经济的方向发展,主要趋势包括:

1. 研究高效的储存介质:开发具有高能量密度和良好热稳定性的储存介质,从而提高能量转化效率和降低成本。

2. 进一步提高聚光系统的精度:通过技术创新不断提高聚光系统的精度,从而提高光热转化效率,同时降低材料成本和设备维护费用。

3. 利用“储能+热电联产”技术:通过将储存的热能和冷能应用于供暖和制冷领域,实现节能环保同时创造经济效益。

4. 探索多能源融合技术:将光热储能技术和其他新能源技术结合,如太阳能光伏、风能等,形成多能源协同发电系统。

 

总结

光热储能技术是将太阳光转化为热能,再把热能储存起来,以便在需要时释放出来转化为电能的一种新兴能源技术。它具有高效节能、环保可再生等多种优点,被视为未来能源领域的前沿技术之一。也是在未来将会成为可持续能源体系的重要组成,在我国的清洁能源战略中也起到至关重要的作用。