新型太阳能相变蓄热结构蓄放热特性的数值模拟文献综述

 2021-10-13 19:58:45

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论文研究背景   作为文明社会前进的主要动力之一,能源利用技术在人类社会发展中占有举足轻重的地位,在过去的1个世纪中,煤炭、石油、天然气等化石能源的开发与利用揭开了大工业时代的序幕,百年前后,人类总的年能源供应量增长了近10倍。

然而,无节制的资源开发和低效的能源利用造成了大量的资源浪费与日益严重的生态环境污染,人类的生存空间受到了极大威胁,在新的世纪里,能源科学不得不同时面对资源短缺的问题。

   近年来,太阳能以其独具储量无限性存在的普遍性、开发利用的清洁性,使许多发达国家都把太阳能等可再生能源从原来的补充能源上升到战略替代能源的地位,在我国,随着建设资源节约,环境友好型社会目标的提出,太阳能等可再生能源利用步伐明显加快,尤其是开发利用太阳能、风能已经成为我国能源战略的重要内容。

太阳能是世界上最丰富、清洁、可广泛获取的可再生能源,太阳能的高效利用将会改变我国能源短缺和不合理的能源结构。

我国属于太阳能资源丰富的国家之一,三分之二的国土面积年日照小时数在2200小时以上,年太阳辐射总量大于每平方米5000兆焦,属于太阳能利用条件较好的地区。

西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古、山西、陕西、河北、海南等地区的太阳辐射能量较大,尤其是青藏高原地区太阳能资源最为丰富,那里平均海拔高度在 4000m 以上,大气层薄而清洁,明度好,纬度低,日照时间长,年太阳辐射总量 6680~8400 MJ/m2,相当于日辐射量5.1~6.4kWh/m2,居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。

   在太阳能热利用中,由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。

为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

热能储存(thermal energy storage)就是通过对储能材料的冷却、加热、熔化、凝固、气化等方式实现储能目的,通过上述过程的可逆变化释放热能。

稳定热能的连续供应和延长操作时间,对储热的意义是非常重大。

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