太阳能热发电系统相变储热材料选择及研发现状

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1、DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.03.002文章编号：0258-8013(2014)03-0325-11中图分类号：TK124太阳能热发电系统相变储热材料选择及研发现状魏高升，邢丽婧，杜小泽，杨勇平(电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学)，北京市昌平区102206)ResearchStatusandSelectionofPhaseChangeThermalEnergyStorageMaterialsforCSPSystemsWEIGaosheng,XINGLijing,DUXiaoze,YANGYongping(KeyLaborato

2、ryofConditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipment(NorthChinaElectricPowerUniversity),MinistryofEducation,ChangpingDistrict,Beijing102206,China)ABSTRACT:Theperformanceofthermalenergystoragematerialswilldirectlyaffecttheefficiencyandthecostsofsolarthermalpowergenerationsystems.Therefore,select

3、ingasuitablephasechangethermalenergystoragematerial,whichhasappropriatemeltingtemperaturerange,largethermalstoragedensityandhighheattransferrateandisenvironmentallyfriendly,economicalandeasytoget,isthekeyofthedevelopmentofsolarpowertechnology.Basedonthecollationandanalysisofrelevantliterature,this

4、papersummeduptheselectionprinciplesofphasechangethermalenergystoragematerials.Researchanddevelopmentstatusandfuturetrendsofthemostpotentialhigh-temperaturemoltensaltandmetalalloyphasechangethermalstoragematerialsweresystematicallysummarizedandanalyzed,andsomeofthematerials’thermophysicalproperties

5、weregiven.Finally,digitaltoolsforphasechangethermalenergystoragematerialselectionwereintroducedbriefly.Thisliteraturereviewhasimportantreferencevalueforthefuturedevelopmentandresearchonconcentratingsolarthermalpowergenerationhigh-temperaturephasechangethermalstoragetechnology.总结，最后对相变储热材料选择的数学工具做了

6、介绍，该文献综述研究对于今后太阳能集中热发电高温相变储热技术的开发和研究具有重要参考价值。关键词：太阳能热发电；相变储热；高温熔盐；金属合金；材料选择0引言我国太阳能开发潜力巨大，充分利用太阳能热发电，是未来有效缓解传统热力发电带来的能源短缺、资源枯竭、环境污染等问题的重要手段之一[1-5]。集中式太阳能热发电(concentratedsolarpower，CSP)技术相对成熟、发电成本低、与电网匹配性好，而且其热电转换部分与常规火力发电机组相同，有相对成熟的技术加以利用，特别适合于大规模集中热发电，是可再生能源发电中最具发展前景的发电形式之一[2,6]。由于昼夜交替、气候变化以及一天中太

7、阳辐射强度随时间的波动性，太阳能的获取总是间歇而不连续的，另外电力负荷也存在着峰谷差，这就造成了能量供求之间在时间和空间上的不匹配，使得发电系统很难平稳运行。采用储热系统将收集到的部分太阳能储存起来，在需要时可以随时提供热能，从而实现容量缓冲、电力输出平稳、提高年利用率等目的。以塔式太阳能热发电系统为例，增装储热装置后的年利用率可由原来的25%提高到65%，而且无需燃料作为后备能源[7]。储热方式主要有显热储热、潜热储热