一种基于熔盐/储冷介质的热泵热机式储能系统物理设计
发布时间：2021-08-06 10:36
热泵储电系统具有循环效率高、成本低等优势,与其他大型储能技术,如抽水蓄能和压缩空气储能相比,它可以在任何地理位置下安装并可以满足任一容量下的储能需求,可以用于解决可再生能源输出不稳定和区域峰谷用电差过大等问题,具备良好的发展前景。传统热泵储电系统使用氩气、砂石分别作为流体介质和储能介质,一般情况下,其系统内存在工作温度高,储能密度相对较低等问题,大大限制了它的实用性。为解决这些问题,本文使用熔盐相变胶囊和空气分别作为储能介质和工作介质提出了一种热泵热机式储能系统。系统包括压缩机、透平机、蓄热罐、蓄冷罐和两个换热器六个主要装置,具有循环效率高、储能密度高的特点,同时也解决了传统热泵储电系统中工作条件苛刻的问题。本文对该系统进行了热力学分析和做功过程分析以验证其是否能实现上述研究目标,最后通过成本分析验证该系统的实际经济可行性。为达到以上研究目标,本文具体开展了以下研究工作。（一）系统内储热床体的建模分析:调研使用相变储能介质为床体填充物的常用建模模型,并通过数值模拟的方法对床体模型进行了换热分析,通过实验验证模型的正确性。（二）系统内其他重要设备的建模分析:调研并确定了换热器,压缩机、透...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同蓄热技术特点比较
图 1.2 抽水蓄能示意图ure 1.2 Schematic diagram of pumped hydroelectric storag型储能技术，即压缩空气储能技术，最先由 Kalha行过程如图 1.3 所示，它的基本原理是：在电能富空气压缩机（Air compressor），将空气压缩至高压或洞穴(Cavern)里，在之后的用电高峰期，使用这电力。由以上两个过程完成了气体的压力势能和 所示，在实际的压缩空气系统装置中，可以在系统机使空气在不同压力下的透平中依次膨胀做功以体在透平机内部趋于等温压缩过程）。并可以再将用，如图中直接置于再热器处以供气体加热，从
图 1.3 压缩空气系统示意图Figure 1.3 Schematic diagram of compressed air energy storage system对于化学储能技术来说，由于在目前阶段，其经济性较差且容易对生态环境带来不好的影响，故而常常不将它用于大规模的储能技术（实际上，液流电池可以扩展成为一种大规模储能技术，但是相对于其他大型储能技术来说，其经济性还是较低）。但是它们却是生活中最常见的储能方式，因为相对于其他储能技术来说，它的最大特点是实用性强，适合于中小规模储能，常见的如手机充电电池、小型工厂自供电等等。由以上分析，我们可以知道能够用作大规模储能的主流储能技术一般只有抽水蓄能和压缩空气储能两种。但是，这两种大型储能技术都存在其固有的技术缺陷：都对地理位置有极高的要求；在建设后甚至会对生态环境造成不可逆转的影响[6]。因此并不是十分具有前景的技术。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年中国可再生能源发电装机达7.28亿千瓦[J]. 周锐. 四川水力发电. 2019(01)
[2]可再生能源电力配额制的解读及建议[J]. 李星龙. 科技经济导刊. 2019(04)
[3]2018年压缩空气储能技术热点回眸[J]. 傅昊,姜彤,崔岩. 科技导报. 2019(01)
[4]含大规模新能源的现代电力系统动态经济调度研究[J]. 孙凯,张新燕,周登钰,王志浩,赵晓悦. 可再生能源. 2018(05)
[5]我国可再生能源电价及补贴机制的发展现状[J]. 舟丹. 中外能源. 2018(05)
[6]相变胶囊无序堆积蓄热特性分析[J]. 张仲彬,刘永强,云爱霞. 中国电机工程学报. 2018(20)
[7]压缩空气储能技术及示范工程综述[J]. 文贤馗,张世海,王锁斌. 应用能源技术. 2018(03)
[8]热泵储电技术研究进展[J]. 张琼,王亮,徐玉杰,陈海生. 中国电机工程学报. 2018(01)
[9]大规模间歇性新能源并网控制技术综述[J]. 罗剑波,陈永华,刘强. 电力系统保护与控制. 2014(22)
[10]新型中高温蓄热技术及发展趋势[J]. 尹辉斌,丁静,杨晓西. 节能技术. 2014(04)
博士论文
[1]熔盐单罐填充床蓄热系统性能分析及优化设计研究[D]. 赵炳晨.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]空气—水介质板式换热器流动与传热特性研究[D]. 吴华新.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3325611
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同蓄热技术特点比较
图 1.2 抽水蓄能示意图ure 1.2 Schematic diagram of pumped hydroelectric storag型储能技术，即压缩空气储能技术，最先由 Kalha行过程如图 1.3 所示，它的基本原理是：在电能富空气压缩机（Air compressor），将空气压缩至高压或洞穴(Cavern)里，在之后的用电高峰期，使用这电力。由以上两个过程完成了气体的压力势能和 所示，在实际的压缩空气系统装置中，可以在系统机使空气在不同压力下的透平中依次膨胀做功以体在透平机内部趋于等温压缩过程）。并可以再将用，如图中直接置于再热器处以供气体加热，从
图 1.3 压缩空气系统示意图Figure 1.3 Schematic diagram of compressed air energy storage system对于化学储能技术来说，由于在目前阶段，其经济性较差且容易对生态环境带来不好的影响，故而常常不将它用于大规模的储能技术（实际上，液流电池可以扩展成为一种大规模储能技术，但是相对于其他大型储能技术来说，其经济性还是较低）。但是它们却是生活中最常见的储能方式，因为相对于其他储能技术来说，它的最大特点是实用性强，适合于中小规模储能，常见的如手机充电电池、小型工厂自供电等等。由以上分析，我们可以知道能够用作大规模储能的主流储能技术一般只有抽水蓄能和压缩空气储能两种。但是，这两种大型储能技术都存在其固有的技术缺陷：都对地理位置有极高的要求；在建设后甚至会对生态环境造成不可逆转的影响[6]。因此并不是十分具有前景的技术。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年中国可再生能源发电装机达7.28亿千瓦[J]. 周锐. 四川水力发电. 2019(01)
[2]可再生能源电力配额制的解读及建议[J]. 李星龙. 科技经济导刊. 2019(04)
[3]2018年压缩空气储能技术热点回眸[J]. 傅昊,姜彤,崔岩. 科技导报. 2019(01)
[4]含大规模新能源的现代电力系统动态经济调度研究[J]. 孙凯,张新燕,周登钰,王志浩,赵晓悦. 可再生能源. 2018(05)
[5]我国可再生能源电价及补贴机制的发展现状[J]. 舟丹. 中外能源. 2018(05)
[6]相变胶囊无序堆积蓄热特性分析[J]. 张仲彬,刘永强,云爱霞. 中国电机工程学报. 2018(20)
[7]压缩空气储能技术及示范工程综述[J]. 文贤馗,张世海,王锁斌. 应用能源技术. 2018(03)
[8]热泵储电技术研究进展[J]. 张琼,王亮,徐玉杰,陈海生. 中国电机工程学报. 2018(01)
[9]大规模间歇性新能源并网控制技术综述[J]. 罗剑波,陈永华,刘强. 电力系统保护与控制. 2014(22)
[10]新型中高温蓄热技术及发展趋势[J]. 尹辉斌,丁静,杨晓西. 节能技术. 2014(04)
博士论文
[1]熔盐单罐填充床蓄热系统性能分析及优化设计研究[D]. 赵炳晨.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) 2018
[2]空气—水介质板式换热器流动与传热特性研究[D]. 吴华新.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3325611
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3325611.html
