太陽能熱能貯熱
1、顯熱貯存。利用材料的顯熱貯能是最簡單的貯能方法。在實際應用中,水、沙、石子、土壤等都可作為貯能材料,其中水的比熱容最大,應用較多。七八十年代曾有利用水和土壤進行跨季節(jié)貯存太陽能的報道。但材料顯熱較小,貯能量受到一定限制。
2、潛熱貯存。利用材料在相變時放出和吸入的潛熱貯能,其貯能量大,且在溫度不變情況下放熱。在太陽能低溫貯存中常用含結晶水的鹽類貯能,如10水硫酸鈉/水氯化鈣、12水磷酸氫鈉等。但在使用中要解決過冷和分層問題,以保證工作溫度和使用壽命。太陽能中溫貯存溫度一般在100℃以上、500℃以下,通常在300℃左右。適宜于中溫貯存的材料有:高壓熱水、有機流體、共晶鹽等。太陽能高溫貯存溫度一般在500℃以上,目前正在試驗的材料有:金屬鈉、熔融鹽等。1000℃以上極高溫貯存,可以采用氧化鋁和氧化鍺耐火球。
3、化學貯熱。利用化學反應貯熱,貯熱量大,體積小,重量輕,化學反應產物可分離貯存,需要時才發(fā)生放熱反應,貯存時間長。真正能用于貯熱的化學反應必須滿足以下條件:反應可逆性好,無副反應;反應迅速;反應生成物易分離且能穩(wěn)定貯存;反應物和生成物無毒、無腐蝕、無可燃性;反應熱大,反應物價格低等,目前已篩選出一些化學吸熱反應能基本滿足上述條件,如Ca(OH)2的熱分解反應,利用上述吸熱反應貯存熱能,用熱時則通過放熱反應釋放熱能。但是,Ca(OH)2在大氣壓脫水反應溫度高于500℃,利用太陽能在這一溫度下實現(xiàn)脫水十分困難,加入催化劑可降低反應溫度,但仍相當高。所以,對化學反應貯存熱能尚需進行深入研究,一時難以實用。其它可用于貯熱的化學反應還有金屬氫化物的熱分解反應、硫酸氫銨循環(huán)反應等。
4、塑晶貯熱。1984年,美國在市場上推出一種塑晶家庭取暖材料。塑晶學名為新戊二醇(NPG),它和液晶相似,有晶體的三維周期性,但力學性質象塑料。它能在恒定溫度下貯熱和放熱,但不是依靠固一液相變貯熱,而是通過塑晶分子構型發(fā)生固-固相變貯熱。塑晶在恒溫44℃時,白天吸收太陽能而貯存熱能,晚上則放出白天貯存的熱能。美國對NPG的貯熱性能和應用進行了廣泛的研究,將塑晶熔化到玻璃和有機纖維墻板中可用于貯熱,將調整配比后的塑晶加入玻璃和纖維制成的墻板中,能制冷降溫。我國對塑晶也開展了一些實驗研究,但尚未實際應用。
5、太陽池貯熱。太陽池是一種具有一定鹽濃度梯度的鹽水池,可用于采集和貯存太陽能。由于它簡單、造價低和宜于大規(guī)模使用,引起人們的重視。60年代以后,許多國家對太陽池開展了研究,以色列還建成三座太陽池發(fā)電站。70年代以后,我國對太陽池也開展了研究,初步得到一些應用。