盐梯度太阳池热性能与储能应用研究

发布时间：2020-04-10 11:17

【摘要】：随着经济蓬勃发展,工业繁荣振兴,人类对于能源的需求日益增加,太阳能广泛进入到人们的视野当中。太阳池作为一种工艺简单、经济适用、高效无污染的太阳能集热蓄热装置,在我国相关领域日益受到重视。本课题从太阳池性能影响因素、太阳池制备、太阳池与屋面和地面调温系统相结合,太阳池储能热电转换应用等几个方面进行,具体工作如下:(1)采用工业NaCl为工质配制盐溶液,研究了非对流层盐梯度层层数对太阳池性能影响,结果表明:随着非对流层盐梯度层层数的增加,太阳池的平均盐度降低,浮力降低,降浊速度增加,更有利于降浊;太阳池盐梯度层稳定性增强,太阳池的储热性能提高;更有利于下对流层吸热,太阳池的吸热性能提高。(2)采用NaCl、MgCl_2、MgSO_4、仿海水(NaCl:MgCl_2:MgSO_4≈8:1:1)为工质,研究不同种类盐工质对太阳池性能影响,结果表明:分子量越大,盐的溶解度越大,盐溶液密度越大,越有利于太阳池盐梯度层稳定性的保持,从而提高太阳池的储热性能;盐工质的比热容越小越有利于太阳池吸热升温,太阳池的吸热性能越好;水合盐在溶于水后发生了电离不再发生相变,所以水合盐焓值对太阳池热性能影响不大。(3)以NaCl为工质,以陶粒、锅炉渣、锅炉渣+陶粒为无机池底材料,研究不同种类无机池底材料对太阳池性能影响,结果表明:太阳池的吸热能力受无机池底材料的表面粗糙度和黑度影响,但无机池底材料对太阳池的储热性能影响不大;多孔无机池底材料由于可以减少外界环境对于盐梯度层的扰动,从而提高太阳池盐梯度层的稳定性;多孔无机池底材料的孔越多越有利于太阳池前期降浊,但后期由于孔被覆盖,降浊作用逐渐减弱最终消失。(4)兼顾太阳池性能与经济性原则,搭建了具有良好稳定性和热性能的盐梯度太阳池,将其应用于建筑屋面与地热调温系统之中,模拟了太阳池调温循环系统。结果表明:在开启地面供热系统后。实验组高出空白组和环境温度2.8℃;在开启屋面供热系统后,实验组的温度高于空白组1.6℃;在开启屋面制冷系统后,实验组温度比空白组低2.4℃;可以初步判断太阳池可以被应用于建筑调温系统之中。(5)设计了一种简易的温差发电装置,对发电装置进行了原理解释,并最终将其与太阳池简易连接,结果表明:当输出电压一定时,温差发电片的最优串联个数为5个;在最优温差发电片串联个数下,装置的最大输出电压为5.17V,此时所需的温差值为25℃;装置的最大输出电流为125m A,此时所对应的温差值为40℃;将热电转换装置与太阳池通过简易连接,可以实现太阳池储能热电转换。
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK513

【参考文献】