储能原理与技术ppt.ppt

1、a，1，储藏原理和技术，西安交通大学多相流国家重点实验室2013.9西安，a，2，主要章1，绪论2，储藏技术原理3，储藏材料的基本特性4，冰蓄冷空调技术和应用5，电能储藏技术和应用6，热能储藏技术和应用7，气体水合物储藏技术和应用8，化学储藏了解储藏技术的发展历史和未来。 a，4，第二章储能技术原理1能量转换原理2热机的原理3热能储能技术4化学能储能技术5电气水合物储能技术把握能量转换的基本原理和热机的工作原理。 了解热能、化学能源、电能储藏技术的基本原理和技术特征。 了解气体水合物贮藏技术的特性。 a，5，第三章储藏材料的基本特性1相变焓差和相平衡，相变过程特性2气体水合物的特性3水，冰和水

2、合物的特性4高分子储藏材料的特性5储藏材料的热物性和测定方法6储藏材料的选定原则和常用材料掌握相变焓差的基本计算原理，要求理解相图的意义和相率概念。 掌握相变过程的特性。 了解气体水合物、水、冰和水合物的特性。 掌握高分子储藏材料的特性。 了解储藏材料的热物性和测定方法，掌握储藏材料的选定原则和常用材料特性。 a，6，第四章冰蓄冷空调技术和应用1蓄冷空调的效益分析2空调蓄冷方式及其技术3空调蓄冷系统运行方式4蓄冷空调系统设计方法5掌握蓄冷空调的发展要求掌握蓄冷空调系统设计方法，了解蓄冷系统的发展方向。 掌握蓄冷空调的原理和运转方式。 a，7，第5章电蓄能技术和应用1抽水蓄能技术的应用2超导蓄能

3、技术的应用4压缩空气储能技术的应用要求掌握抽水蓄能技术、超导蓄电技术、电容器蓄电技术、压缩空气储能技术的工作原理、技术特征、发展现状和应用场面。 a，8，第六章热能储存技术和1热的传递方式2热能储存方式3应用了蓄热技术的4种蓄热系统的实现方法5蓄热系统用于北方暖气，了解热能传递的基本方式和特征。 了解显热储藏、潜热储藏、化学反应储藏的特征。 了解蓄热技术的应用实例。 掌握几种蓄热系统的实现方法。 了解蓄热系统在北方采暖中的应用，掌握设计计算方法。 a，9，第7章气体水合物储藏技术和应用1气体水合物性质2气体水合物蓄冷现状3在气体水合物蓄冷工序中选择的4气体水合物相平衡气体水合物反应动力学气体水

4、合物蓄冷系统应用水水合物蓄冷中试求出了气体水合物性质和蓄冷现状。 掌握气体水合物蓄冷工质的选择、相平衡、反应动力学原理。 知道气体水合物蓄冷系统的配置方式。 a，10，第8章化学贮藏，氢能源制造贮藏技术及1化学能源2化学能源和热能的转换3化学能源和电能的转换3燃料电池4化学能源贮藏太阳能5高分子能源材料6应用氢能源制造和贮藏化学能源的特征和计算掌握化学能和热能转换、化学能和电能转换的基本原理和特征。 知道燃料电池的工作原理及其种类。 掌握化学能储存太阳能的基本原理和技术特征。 知道高分子交换材料的特征。 知道氢可以制造和储藏的技术的发展。a，11，第9章其他储藏技术和应用1气体水合物储藏技术及

5、其应用2储藏技术在日常生活中的应用3储藏技术在交通运输中的应用4储藏技术在新能源生产中的应用5储藏技术在建筑节能中的应用了解气体水合物储藏技术的原理及其应用特征。 了解贮藏技术在日常生活、交通运输、新能源生产和建筑节能中的应用和发展趋势。 a、12、 能源定义(1)具有机械能力的资源(2)直接或间接地对人所需要的有用能源进行分类(1)一次能源的定义(1)自然界存在的原(初始)能源2 )没有任何加工或转换(2)二次能源1 )一次能源被加工或转换电能(3)终端能量3，例如热能、汽油、二甲醚、氢能量等，是最重要的二次能量(3)终端能量3354，其在初始能量在加工、转换、运输、储藏过程中损失或减去自己

6、的能量后，直接提供给用户、a，13，a，14，一次能源，裂变能源，通常能源，新能源，化石燃料，固体燃料，液体燃料，气体燃料，生物量，可再生能源，水能源，太阳能，风力能源，地热能源，海洋能源， 核能，核能，a，16，电能，蒸汽， 温水二甲醚(CH3OCH3)、乙醇、氢能源、热能、二次能源、最重要的应用最广泛，a、17、中国能源发展战略基本框架的节能效率优先，环境发展和谐，内外开发并行进行以电力为中心，油气和新能源全面发展以能源的可持续发展和有效利用支持了经济社会的可持续发展，a，18，1绪言，1.1气候变化和能源效率，人类每年向地球排放的二氧化碳为350亿吨，它们直接影响地球的气候变化。 世界上

7、排放的二氧化碳的95%以上来源于化石能源的燃烧。 煤、石油、天然气等化石燃料是目前人类使用的主要能源。 因此，节能、改变能源结构、开发新能源成为人们的重要选择。 我国能源消耗量高：单位GDP能源消耗量、高能源产业结构、技术落后。 开发利用新能源，如太阳能、风力能源、地热能源、波浪能源、温差能、海流能、盐差能等，是人类应对气候变化的另一重要措施。 但是，现在其使用成本太高，使用规模和范围受到很大限制，要广泛使用还需要时间。 其中一个重要原因是这些不稳定的能量需要高级存储技术来获得稳定的输出。 1.1气候变化和能源效率、a、20、1.1气候变化和能源效率、天然气、自来水等清洁能源可以减少排放量，但

8、应对气候变化的方法是新能源技术的突破。 当太阳能等新能源生产成本大幅下降，价格能与煤、石油、天然气等化石能源竞争时，温室气体排放导致的气候变化问题就可以从根本上解决。 a、21、1.2储藏技术及其应用，1.2.1储藏是什么？ 能量储藏(energy storage )也被称为能量储藏，是在自然条件下将能量转变为比较稳定的存在形态的过程。 它包括自然和人为两种：自然的储藏，如植物通过光合作用，把太阳放射能转换成化学能进行储藏的人为储藏，如上弦的机械表，把机械的工作变成势能来存储。 根据储藏状态下的能量形态，可分为机械储藏、化学储藏、电磁储藏(或蓄电)、风力储藏、水力储藏等。 与热有关的能量储藏叫

9、做蓄热。 在工业生产和日常生活中，能源储藏总是很重要：电网峰谷差：夏天40%，峰谷差需要调节的工业馀热：a，22 :在能源开发、转换、运输和利用过程中，能源供给和需求之间存在数量、形态和时间上的差异。 为了弥补这些差异，为了有效地利用能量，采用了储藏和释放能量的人为过程和技术手段，被称为储藏技术。储藏技术中防止能源品质自动恶化的用途很广泛。 (水、风的流动和方向)改善能量转换过程的性能。 自然界的一些能量具有良好的储藏性，但化石燃料变化为电能时，为了经济上容易使用电网谷谷谷谷谷谷谷谷谷谷谷谷谷谷谷能量。 (蓄电池充电放电)1.2.2储藏技术是什么？ 为了降低污染，保护环境，也需要储藏技术。 在

10、新能源的利用上，也需要发展储藏技术。 太阳能、风能、海洋能等发电装置，必须在能源输入和输出之间配置蓄能装置，以稳定输出。 惯性赋予车的机械储藏、太阳能蓄热罐等。 1.2.2什么是储藏技术？ 什么是a，24，1.2.2储藏技术，是指在能源丰富的时候，利用特殊的装置储藏能源，在能源不足时放出，调节能源供求的时间和强度的不匹配。 可以设置储存能量的中间部分。 就像调节器一样。 表1-1储藏系统本身没有节约能源。 他们的引进主要可以提高能源利用系统的效率，促进新能源，如太阳能和风能的发展，促进废热的利用。 a、25、能源是含有高品位能源的物质的总称，如煤、石油、石油系燃料、水力、风力等：一次、二次能源

11、有各种各样的形式，工作能力也不同。 根据形态可以将能量的种类分为机械(力学)能、热能、化学能、辐射(光)能、电(磁)能、原子能等6种主要类型，除辐射能以外，可以以普通种类的能量形式保存。 例如，机械能积蓄在动能和势能中，电能积蓄在感应场能和静电场能中，热能积蓄在潜热和显热中，化学能和核能实际上是单纯的储藏形式。 1.2.3能量储存方法，a，26，特征：化能的优点容易储存和运输；电能的优点能够适用于各种用途，但很难储存；热能约占最终能量消耗的60%，但质量最差存储技术的选择、性能判断的考虑事项：能实现的输入输出形态储藏密度储藏时的能量损失程度储藏期限输出和输入容易性安全性达到一定的输入输出值的时

12、间是响应性耐久性经济性。 1.2.3能量储存方法，a，27，机械表发条，压缩空气，水电站储水库，鼓锤等能量储存。 蓄热：物质内积蓄能量的是蓄热，无论用什么方法都是蓄热。 一般，将随着物质内温度上升而增大的部分称为显热，将相变的热效应称为潜热，将化学反应的热效应称为化学反应热，将溶液浓度变化的热效应称为溶解热或稀释热。 化学储藏：通过正向化学反应吸收能量，通过将能量储藏在化学反应产品中的逆反应释放能量的电池。 电磁贮藏：将能量保存在电场、磁场、交变等电磁场中。 包括1.2.3能量储藏方法、a、28、表1-2能量形态类别及其储藏和运输方法、1.2.3能量储藏方法、a、29、能量和物质输入输出设备、

13、能量转换和储藏设备。 储藏系统往往涉及很多能量、很多设备、很多物质、很多过程，是一个随时间变化的复杂的能量系统，为了表现其性能需要几个指标。 常用的评价指标有储藏密度、储藏功率、储藏效率及储藏价格、对环境的影响等。按照每个储藏周期，短期(一周)，1.2.4储藏系统的评价指标，a，30，1.2.4储藏系统的评价指标，可储藏能源效率：根据能量转换的强弱，能分为3种类型：储藏技术的应用非常广泛，压缩空气，a、31、应用形式有日中调峰、季节调峰、广义储藏等。 中日调整高峰：电力、天然气、太阳能季节调整高峰：季节的差异给能源供给和利用带来的不平衡，如夏天的供热和制冷需求不同，储存电力、天然气和太阳能等的

14、广义储藏：能源丰富时发展高能源产业，获得产品比如说，在天然气丰富的国家和地区发展天然气化学工业，生产出甲醇、乙烯、液体燃料等产品，加工出冶金、水泥、陶瓷等高能产品。 按应用对象分类：工业日常生活：储藏式便当箱、蓄冰箱、蓄热电热水器新能源：蓄热式太阳能中央热水机组、电锅炉、1.2.5储藏技术的应用，a、32、按储藏方式分类，储藏技术的主要应用：抽水能源。 抽水蓄能已经用于调整电力系统峰值的大容量蓄能技术。 愤怒的能量积蓄。 空气蓄能是一种可用于发电、蓬勃发展的大容量蓄能技术。 超导诱导能积累。 一种新的高效能量储存技术。 主要是电感大超导能量存储线圈，由将线圈保持在临界温度以下的氦冷冻机和交流直

15、流变流器构成超导能量存储系统。 蓄电池积蓄。 是一种方便、应用广泛的蓄能技术。 铅蓄电池、钠硫电池氢蓄积。 氢是一种蓄能密度高的蓄能物质，具有多种优异的性质，能够作为将来优质的二次能源。 制法气体、液体、化学储藏； 金属氢气储藏工业裕量的储藏。 工业馀能有分散、多样性，需要征集、储藏利用。 工业馀能以馀热为主，馀能储存系统也以蓄热为主。 1.2.5储藏技术的应用，a、33、天然冰，冬天由湖和河采集，储藏在隔热好的仓库里，保存食物，冷却饮料。 19世纪的化学电池是1896年世界首台电热储能系统、压缩空气、高温温水驱动的街车在1970年代，单井受到含水层季节性能量储能：双井(Ref. Paper:

16、地下含水层储能技术的应用条件及其重要科学问题)、1.3储能技术的发展状况和展望， 1.3.1储能技术的发展历史，a、34、受压含水层蓄热系统由冷井、热井、井间管道和换热器组成。 为了避免冷热“短路”的相互影响，取水井和成为回流井的冷井和热井的间隔至少为15 mm20 mm。 含水层中储藏着低品位的冷和热，很多蓄热(冷)系统灌水的温度，冬季为69，夏季为1525。 a、35、世界上运转最快的抽水蓄能电站是瑞士的Schaffhausen发电站，设置了2台通常的机组和2台泵，设置机2000kw，从1909年开始运转。 20世纪60、70年代以后发展很快。 广州抽水蓄能电站总设备容量为240万千瓦。 a，36，近年来，我国电力蓄能技术迅速发展，全国已有20多个省市应用电力蓄冷、蓄热技术，累计可移动峰值负载为80万千瓦，冷空调和蓄热锅炉平均移动峰值成本约为1500元/kW和900元/kW计算1.3.1储能技术的发展历史，a、37、其发展，必须适应现有的过容量发电站和紧急发电站。 为了减少温室气