用于太阳能储热的粘土结合SiC复相陶瓷结构分析

采用SiC粉、高岭土、苏州土为主要原料制备了太阳能储热用粘土结合SiC复相陶瓷。对烧结样品进行了XRD、SEM、EPMA测试分析,同时测试了样品的抗弯强度和热导率。研究结果表明,在1400℃烧结温度下保温2h获得了性能优良的粘土结合SiC复相陶瓷样品,主晶相由SiC、莫来石、刚玉和方石英组成,其抗弯强度为65.5MPa,热导率为8.9W/(m·K),该复相陶瓷具有优良的抗热震性能,有望应用于太阳能热发电中的储热材料。

基于矿物特性的太阳能储热材料研究进展

相变材料因其优越潜热被广泛应用于太阳能光热技术中,绝大多数有机相变材料的导热系数非常低,大多介于0.1～0.4 W·m-1·K-1之间。此外,相变材料流动性大,因此需采用导热性能好、具有稳定结构的基体支撑有机相变材料,改善其应用性能。一些天然矿物具有适当的比热与导热系数、多孔道的微结构以及天然的热稳定性与化学兼容性等矿物特性,被用于支撑相变材料制备太阳能储热材料。探讨了矿物的结构特性与性能优势,总结了石墨、珍珠岩、蛭石、硅藻土、埃洛石以及石膏等矿物基太阳能储热材料的制备研究。在此基础上介绍了矿物基太阳能储热材料在太阳能建筑节能、太阳能热水器、太阳能热发电等太阳能光热领域中的应用,并展望了矿物基太阳能储热材料的发展趋势和应用前景。

Fe2O3对原位制备SiCw/SiC太阳能储热陶瓷的结构与性能的影响

为调控SiCw/SiC复相陶瓷中原位生长SiC晶须的生长发育和形貌,以提高SiC复相储热陶瓷的性能,在CF0配方(SiC 69.31wt%, AlN 20.30wt%, Si 10.39wt%)的基础上添加0.5wt%~2.0wt%Fe2O3作为催化剂。研究了Fe2O3对晶须形貌、生长机制及SiC复相陶瓷结构与性能的影响。研究结果表明,引入Fe2O3后晶须生长机制由气–固机理转变为气–液–固机理。Fe2O3添加量通过调节C元素在Fe-Si熔球中的溶解度,与烧成温度共同调控晶须形貌。经1500℃烧成的CF4(2.0wt%Fe2O3)样品性能最佳,晶须直径50~100 nm,长度1~6μm,其体积密度、抗折强度、比热容分别为2.19 g/cm^3、45.08 MPa、0.95 J/(g·K)(25℃),热导率达18.15 W/(m·K)(25℃),相比于未添加Fe2O3的样品增加了169%。气-液-固机理生长的SiC晶须缺陷少、直径大,可有效降低晶须–基体传输势垒,具有更好的热学性能。

太阳能储热系统容量配置优化设计

针对太阳能储热系统容量配置进行设计优化。对相同地区建设的同规模太阳能光热电站,在储热时间从0变化至8h的情况下,分析此光热电站的SCA回路、年发电量、占地面积、镜场投资、支架系统投资、土地费用、储能系统投资、差额内部收益率、增量回收期等变化趋势,选择储热系统的最佳占比。通过此研究,确定合适的容量配置,可以降低太阳能弃光率,提高太阳能发电有效性及年利用率,使项目达到经济性最优。

光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究

针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电池通过影响水泵输入功率来控制系统流量,系统在2.45 m^(2)光伏电池驱动下,于辐照度420 W/m^(2)时启动。辐照度小于750 W/m^(2)时,流量变化趋势与辐照度变化趋势相同;大于750 W/m^(2)时,流量趋近稳定。该系统晴天与多云天太阳能储热率分别为35.68%和29.12%,较温差控制式系统分别高6.56%和7.29%,光伏利用效率分别为78.60%和86.01%。集热/储热流量比的变化对系统性能影响较小,应关注水泵启停辐照度的合理优化设计及蓄电池等储能装置的加入。

太阳能跨季节储热供热系统试验分析

介绍了一种太阳能-土壤源热泵联合供热系统,对其运行试验数据进行了分析,并对其运行能效比与两种单独由土壤源热泵供热的模式进行了比较。土壤温度的变化不仅与取热速率有关,还与地温的自动恢复能力相关。该试验建筑所在的土壤条件下地温的恢复能力为30～40MJ/d。采用太阳能-土壤源热泵联合系统能效比最高,土壤源热泵单机组双供系统次之,而土壤源热泵单机组单供系统能效比最低。太阳能跨季节储热及土壤源热泵联合供热系统适用于热负荷远大于冷负荷的建筑。

枯竭油气藏储集库储热供暖耦合CO_(2)封存性能分析

利用枯竭油气藏储存热能并封存CO_(2),既可解决太阳能跨季节储热难题,又可扩大可再生能源供暖占比,同时还可提高CO_(2)地质封存的经济性。提出了枯竭油气藏储热供暖耦合CO_(2)封存的新方案,以CO_(2)作为循环工质,夏季吸收太阳热量储存于油气藏背斜构造中,而冬季取出供暖,建立了储释能过程的数学模型,重点分析了枯竭油气藏储能系统热工性能和CO_(2)封存性能。结果表明:(1)新方案储能系统热工性能优异。单井平均采热功率4808.95 kW,每个采暖季可有效利用的平均储热量49859.21 GJ,平均能量储存密度28984.23 kJ/m^(3)。(2)CO_(2)密度对温度敏感的特性降低了热损失,提高了系统效率。枯竭油气藏储能系统平均能量回收效率95.84%,平均热回收效率83.66%。(3)储能加速了CO_(2)溶解。储释能过程中周期性的注入和采出工作气导致气液界面反复膨胀收缩,增加了气水接触面积,提高了传质动力,加速了CO_(2)在水中的溶解。对比储能模式和仅CO_(2)封存模式,CO_(2)溶解比例增量由0.26%上升至2.22%。枯竭油气藏储热供暖耦合CO_(2)封存新方案既有优异的热工性能,又加速了CO_(2)的地质封存,是一种高值化的枯竭油气藏利用和可再生能源供暖方案,具有大规模推广应用的潜力。

集中集热-分户储热太阳能热水系统的实例分析

集中集热-分户储热太阳能是高层住宅中常用的热水系统。本文结合日照某高层住宅,对此种太阳能系统的特点及使用要求进行了分析。此种热水系统集成化程度高,集热器效率高,对建筑外立面没有影响。在本工程中,太阳能热水循环管路采用带三通阀的开式同程系统,可解决热量分配不均的问题,是一种更加优化的太阳能热水循环系统。同时,为使集中集热-分户储热太阳能热水系统更加高效节能运行,各户换热水箱应采用具有防止结垢的产品。

集中集热分户储热太阳能热水系统现场总线控制应用

本文提出采用现场总线控制系统和定向巡回阶梯换热的方案,解决了集中集热分户储热太阳能热水系统在中高层住宅中应用存在的问题,并通过应用案例展示了方案的可行性和效果。

住宅建筑中集中式太阳能热水系统的设计

集中式太阳能热水系统是经济节能、绿色环保、高效的住宅建筑生活热水系统之一,具有可再生与可持续发展的双重特点。从集中式太阳能热水系统工作原理、系统组成及主要分类进行了探讨,从设计选型、优缺点、适用条件、参数的确定及设计施工中应注意的事项等进行了论述。

河北围场县赛罕家园小区太阳能热水项目

本文简要介绍了河北省围场满族蒙古族自治县赛罕家园小区高层太阳能热水项目。该项目采用了集中集热、分户储热太阳能加热方式,并创造性的采用了抗炸管、抗过热、抗缺水、抗断电、自防冻、能承压全玻璃真空管集热器,为高寒地区住宅建筑太阳能热水系统提供了很好的示范作用。

利用Boudouard反应储存太阳热能的模型研究

太阳能技术的发展是为了捕捉太阳辐射,并通过光伏或聚光太阳热能将其转化为可供使用的能源。然而,获取太阳能会受到一些因素的限制,比如昼夜节律、云层覆盖、地理位置和可使用的土地等。太阳热能是最为合适的能量载体,因此,太阳能储能是解决上述问题的关键。本文以Boudouard反应为基础,模拟太阳能热化学储存过程,并结合实验数据,采用数值方法确定了回热器的效率。整个系统的总能源效率为17.3%,而两个回热器的效率分别为73%和78%。

大棚用上“储热”袋

目前我国冬季果树、蔬菜大棚夜间或雨雪天气的加温普遍采用煤、电设备,存在着成本高、易污染、费工费时等缺点。自去冬以来,一种被称为“大棚太阳能自动储热袋”的新产品在山东、辽宁等一些地方的菜棚里得到推广应用,增温效果十分明显,既省工省钱,又环保节能,深受广大菜农的欢迎。中国农科院能源所的专家称这一产品填补了我国蔬菜大棚利用太阳能技术自动贮热、放热应用方面的空白。来自辽宁省质量监督检验院的检测和山东聊城一些菜农的实践均表明,大棚太阳能自动储热袋具有以下功能和特点:

太阳能跨季节地下储热技术

介绍了发展太阳能地下储热技术的必要性及国内外太阳能地下储热技术的发展现状。结合某太阳能地下混凝土储热实验系统,探讨了适用于太阳能地下储热系统的传热模型。