相變儲熱在太陽能中的應用及發(fā)展
發(fā)布時間：2015-06-04 點擊量：2835
太陽能具有很強的間歇性和不穩(wěn)定性，隨之產(chǎn)生的太陽能存儲至今是產(chǎn)業(yè)難題。國內外的專家，一直希望找到一種方法，像蓄水池一樣把暫時不用的熱量儲存起來。
何為相變？顧名思義是外觀形狀的改變。物質從一種相轉變?yōu)榱硪环N相的過程。物質系統(tǒng)中物理、化學性質完全相同，與其他部分具有明顯分界面的均勻部分稱為相。與固、液、氣三態(tài)對應，物質有固相、液相、氣相。
相變產(chǎn)生的過程要用到相變材料。相變材料(PCM-PhaseChangeMaterial)是指隨溫度變化而改變物理性質并能提供潛熱的物質。轉變物理性質的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。
相變儲能技術主要是利用相變調溫機理，通過蓄能介質的相態(tài)變化實現(xiàn)對熱能的儲存和釋放。當環(huán)境溫度低于一定值時，相變材料由液態(tài)凝結為固態(tài)，釋放熱量;當環(huán)境溫度高于一定值時，相變材料由固態(tài)轉化為液態(tài)，吸收熱量。該技術和太陽能熱利用產(chǎn)品結合將提高太陽能儲熱效果。
相變儲熱之太陽能熱水器
目前，將相變技術應用到太陽能熱水器上的企業(yè)，皇明是一個領航者。相變集熱系統(tǒng)熱水器是將相變儲能材料內置于太陽能集熱器一組真空管內，在陽光照射集熱器時，集熱器產(chǎn)生的熱量在相變儲能材料中，當自來水的冷水進入集熱器會經(jīng)過每個真空管的相變材料，這一過程冷水的過熱面積很大，路徑很長，所以集熱效率非常高，水溫升得更快、更高，并且冷水隨過、熱水隨出的效果比較理想。
相變集熱系統(tǒng)獨具的蓄熱功能，到了晚上，儲存的熱能也能滿足家庭用水。
相變儲熱之太陽能采暖
據(jù)了解，在不少南方城市中，隨著居民采暖意識的不斷增強，在冬季實現(xiàn)采暖的居民越來越多。
國內對于相變蓄熱材料在太陽能領域的研究，可以追溯到上個世紀的七十年代，但真正應用于實際工程的情況只是近幾年的時間，目前有報導的案例也還非常少。
相變儲熱技術在采暖領域占有了較大比重。因為采暖對于“穩(wěn)定、連續(xù)”的供熱溫度，有著近乎嚴酷的要求，而熱水的供應，則一般可以在一個比較大的溫度范圍內變化，使用“水箱”這種普通的設備，利用其中的方便易得、比熱又很大的“水”進行蓄熱，就相對合理、方便。
太陽能相變儲熱的發(fā)展前景
近年來，推動建筑節(jié)能、發(fā)展綠色建筑已成了社會共識，各地綠色建筑指導規(guī)范也相繼出臺。以熱計量改造和節(jié)能改造為例，根據(jù)規(guī)劃，“十二五”時期我國要完成北方既有居住建筑節(jié)能改造4億平方米以上，比“十一五”時期增加2.5億平方米，完成老舊住宅節(jié)能改造任務的35%，使約700萬戶城鎮(zhèn)居民改善采暖及居住條件，力爭到2020年北方采暖區(qū)基本完成老舊住宅節(jié)能改造任務12億平方米。
全世界的塔吊都集中在中國，這并不是一個特別夸張的比喻。中國每年10多億平方米的新建建筑，已占世界開工總量的一半。與此同時，另一組數(shù)據(jù)則更為令人擔憂:我國建筑能耗呈現(xiàn)急劇上升的趨勢，已占全社會總能耗的30%以上。根據(jù)測算，到2020年我國將新增300多億平方米建筑面積，若不采取有力措施，到2020年我國建筑能耗將是現(xiàn)在的3倍以上，達到10.9億噸標準煤，或是29430億度電，比三峽電站34年的發(fā)電總和還要多。
中國目前存量建筑有400億平方米，其中農(nóng)村建筑240億平方米，城鎮(zhèn)建筑160億平方米，其中95%屬于高耗能建筑。在2002年以前建設的近20億平米建筑中有99%屬于高能耗建筑，其中，大型公共建筑消耗能最為嚴重。據(jù)調查，一般公共建筑的單位能耗為20-60度/平方米每年，是城鎮(zhèn)住宅的2倍;大型公共建筑的單位能耗為70-300度/平方米每年，是城鎮(zhèn)住宅的10-20倍。
來源：太陽能群英會
