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太阳能相变贮能的研究应用-太阳能新能源论文(1)摘要太阳能相变贮能是目前很理想的一种贮能方式。
本文介绍了固液相变贮能原理以及相变物质的选择要求,并阐述了此项技术在太阳热水器方面的应用。
关键词相变贮能太阳辐射热太阳热水器Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎＰｈａｓｅ－ｃｈａｎｇｉｎｇＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅ by Sun Bolu* ＡｂｓｔｒａｃｔPhase-changing solar energy storage is an ideal.energy storage method now.This paper introduces.the principle of phase-changing energy.storage between solid and liquid,and selection requirement of phase change matierals. Additionally,describes its application on solar water heaters. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ phase-changing energy storage solar radiant heat solar water heater 0 引言太阳能能量密度低,特别是冬季,无法解决一天24h总可以利用太阳辐射获得的能量满足采暖、烘干等问题。
科学家把目光集中到能量贮存的实用技术研究领域,并利用大量的实验数据解决相变贮能问题。
1相变贮能原理相变贮能就是利用太阳能或低峰谷电能加热相变物质,使其吸收能量发生相变（如从固态变为液态）,把太阳能贮存起来。
在没有太阳的时间里,又从液态回复到固态,并释放出热能,实相变贮能是针对物质的潜热贮存提出来的,它不同于太阳热水器利用水介质的显热贮能,对于温度波动小的采暖循环过程,相变贮能非常高效。
2相变物质的选择现采暖,这就把太阳能的供暖时间人为地延长,从而能够实现连续地使用廉价的太阳能量获得全天候采暖的目的。
相变材料在太阳能领域的应用相变材料是一种特殊的材料，具有在温度或压力变化下发生相变的能力。
它们在太阳能领域中有着广泛的应用，可以提高太阳能的收集效率和储存能力。
一种常见的相变材料是相变蓄热材料。
在太阳能领域中，相变蓄热材料被广泛应用于太阳能热水器和太阳能空调系统中。
在太阳能热水器中，相变蓄热材料被用于储存太阳能热能，使其在夜间或阴雨天也能提供热水。
当太阳能照射到相变蓄热材料上时，它会吸收热量并发生相变，将热能储存起来。
在需要热水的时候，相变蓄热材料释放储存的热能，使水加热至所需温度。
相变蓄热材料的应用，不仅可以提高太阳能热水器的热水供应稳定性，还可以节约能源和降低环境污染。
另一种应用相变材料的方式是利用其在相变过程中释放或吸收的潜热来增强太阳能电池的效率。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，但在高温环境下，太阳能电池的效率会下降。
通过在太阳能电池上覆盖一层相变材料，可以利用相变过程中释放的潜热来降低太阳能电池的温度。
相变材料吸收太阳能的热量，将其转化为相变潜热，从而保持太阳能电池的温度在适宜的范围内，提高电池的效率和寿命。
相变材料还可以应用于太阳能储能系统中。
太阳能储能系统是将太阳能转化为电能或热能后储存起来，以供日间或夜间使用。
相变材料可以通过吸收和释放潜热来储存和释放能量，实现太阳能的高效储能。
当太阳能供应充足时，相变材料吸收太阳能的热量并发生相变，将能量储存起来。
而当太阳能供应不足时，相变材料释放储存的能量，满足系统的能量需求。
相比传统的储能方式，相变材料具有更高的储能密度和更长的使用寿命。
相变材料在太阳能领域的应用具有广阔的前景。
通过利用相变材料的特性，可以提高太阳能的收集效率和储存能力，实现太阳能的可持续利用。
随着相变材料技术的不断发展和完善，相信相变材料将在太阳能领域发挥越来越重要的作用，为清洁能源的发展做出贡献。
相变储能材料在太阳能热水器中的应用及性能变化机理太阳能热水器是一种利用太阳能进行供暖和热水制备的设备，在节能环保方面有着巨大的优势。
然而，由于太阳能热水器存在随日夜温差而波动的问题，传统的太阳能热水器需要配备大容量的水箱，不仅造价昂贵，而且占用空间大，影响美观。
为解决这一问题，近年来相变储能材料在太阳能热水器中的应用逐渐增多，这种材料可以有效地吸收白天的热量并在晚上徐徐释放，提高了太阳能热水器的热水供应能力，同时缩小了设备的体积。
相变储能材料指的是那些当温度达到一定点时，会发生物理状态改变的材料，比如蜡状物、金属合金、硅胶等。
当相应的材料温度超过区间时，原状态会迅速改变，释放或吸收能量。
以蜡状材料为例，当白天的太阳辐射照射到相变储能材料上时，材料中的蜡状物质就开始融化，吸收白天太阳所释放的热能。
储存的热量在夜晚等温度降低时开始释放，再凝固成原本的蜡状物，同时释放出储存的热能。
这一过程被称作相变反应。
相变储能材料在太阳能热水器中的应用，其基本原理正是利用相变反应的特点，将相变材料储存热量，作为夜晚供应热水的热源。
具体来说，太阳能热水器通过可拆卸的相变储能模块收集太阳能并将其辐射能够转移至相变材料中。
在降温状态下，相变材料可以逐步地释放尽其储存在其中的热量，供应热水器的需要。
相变储能材料在太阳能热水器中的应用不仅解决了设备占用空间大的问题，同时还可以大幅度缩小设备的容量。
例如，在传统太阳能热水器中，需要配备1-2平的水箱供应大部景仓库的热水使用。
相比之下，太阳能热水器配备相变储能模块后可以达到相同供水能力，却只需要装配1/3到 1/2的水箱容积。
另外，相比较于传统储存热量的方式，相变储能材料具有更显著的吸热和放热效果，热储存效果也更可靠。
当蓝天白云背景下的太阳照射到相变模块时，模块内的相变材料便开始吸收日光能量，快速达到其熔化温度。
当晚上来临时，相变材料便逐步释放储存在其中的热能，这种缓慢的反应过程可以保证热源的持续供应，而不会因热损失而降低夜晚供热水的能力。
相变储能在太阳能发电上的应用相变储能这玩意儿，在太阳能发电上可真是个好帮手。
想象一下，太阳火辣辣的时候，太阳能板吸收了满满的阳光，变成了热乎乎的能量。
这时，相变材料就像个超级能装的热量储蓄罐，它会在变软（熔化）的时候，把这些热乎劲儿一股脑儿吞下去，存起来。
等到太阳下山或者阴天，没了太阳直晒，咱们还需要用电啊，这时候相变材料就开始反哺了，它慢慢变硬（凝固），之前存的热量就慢慢放出来，继续驱动发电机工作，这样一来，即便太阳不在线，也能保证电力供应不断档。
不止如此，这技术还能用在空调上。
白天太阳能热起来的时候，相变材料吸热，等于提前把“凉快”存起来了，晚上或者室内需要凉爽的时候，它再慢慢释放冷气，就像自然界的空调一样，既环保又节能。
还有更绝的，现在有的建筑设计，直接把相变材料嵌入墙里或者屋顶，夏天热了它吸热，冬天冷了它放热，这样一来，房子自己就会“呼吸”，冬暖夏凉，空调费都能省不少。
总而言之，相变储能就像是太阳能发电的贴心小棉袄，不仅让太阳能的利用更加高效灵活，还能让咱们的生活更舒适、更绿色。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析太阳能供暖系统是一种利用太阳能转换为热能来供暖的系统。
为了提高太阳能的利用效率，可以采用相变蓄热材料来储存和释放热能。
相变蓄热材料是一种能够在相变过程中吸热或放热的材料，可以将热能储存起来，并在需要时释放出来。
相变蓄热材料可以应用于太阳能集热器中。
太阳能集热器通过吸收太阳辐射来转换为热能。
太阳能的供应是不连续的，白天收集到的热能需要在晚上或阴天使用。
通过在太阳能集热器中加入相变蓄热材料，可以将白天收集到的热能储存起来，晚上或阴天释放出来供暖使用，从而实现太阳能的持续利用。
相变蓄热材料可以应用于太阳能供暖系统中的储热装置。
储热装置是太阳能供暖系统中的重要组成部分，用于存储白天收集到的热能，以备晚上或阴天使用。
传统的储热装置通常使用水箱或石墨板来储存热能，但它们的储热能力有限。
相变蓄热材料具有较高的储热能力和储热稳定性，可以在相变过程中吸收或释放大量的热能。
将相变蓄热材料应用于太阳能供暖系统的储热装置中，可以增加系统的热能储存能力，提高系统的供暖效果。
相变蓄热材料还可以应用于太阳能供暖系统中的传热装置。
传热装置用于将储存的热能传递到供暖系统中。
相变蓄热材料具有较高的传热效率和传热稳定性，可以将储存的热能迅速传递到供暖系统中，实现系统的快速供暖。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用可以提高系统的热能储存能力、传热效率和供暖效果。
通过合理设计和选择相变蓄热材料，可以使太阳能供暖系统更加高效、可靠和环保。
相变蓄热材料的选择和应用需要考虑材料的热性能、耐久性、成本和环境影响等因素。
在实际应用中需要综合考虑各种因素来确定最合适的相变蓄热材料，并结合具体的太阳能供暖系统设计来实现最佳效果。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析作者：杜辉来源：《科技风》2020年第01期摘;要：在时代发展与科技进步的大背景下，太阳能等清洁能源日益受到人们的重视，太阳能供暖系统在国内逐步普及、推广开来。
但太阳能供暖系在运行过程中，始终存在着无法稳定、连续供暖的问题;惟有做好热能储存，才可解决这一难题。
在太阳能供暖系统中积极应用相变蓄热材料，可以帮助太阳能系统实现高效率的热能储存与热能利用。
本文将就此方面展开论述、分析。
关键词：相变蓄热;太阳能供暖系统;相变蓄热材料;应用随着社会的发展，国内建筑能耗也在不断增长。
据统计，2018年全国社会总能耗达46.4亿吨标准煤，其中建筑能耗占比达20%～33.3%，全国建筑碳排放量超过20亿吨。
建筑在运行过程中不仅消耗了大量化石燃料，而且还产生了严重的环境污染问题。
当前，我国正在致力于建设资源节能型、环境友好型社会，因此，应当在建筑中大力推广太阳能等清洁能源。
而推广太阳能技术，特别是在供暖系统中，又需要主动应用相变蓄热材料。
一、相变蓄热常见的热能储存方式，可分为显热蓄热、潜热蓄热、化学反应蓄热。
显热蓄热技术主要有水蓄热技术与岩石床蓄热技术，这种蓄热方式需要采用必要的保温措施，热量耗散大，蓄热容量小、工作温度低，传输距离短。
潜热蓄热利用吸收或释放潜热来达到蓄热目的，这种蓄热方式同样需要采用必要的保温措施，在长期储存热能时热量耗散较大，蓄热容量适中、工作温度低、传输距离较短。
化学反应蓄热主要利用可逆化学反应的热效应来进行蓄热，这种蓄热方式不需要采用保温措施，热量耗散较小、蓄热容量较大、工作温度较高、传输距离较长。
在进行潜热蓄热的过程中，物质会由固定转变为液态、或由液态转变为气态，释放出相变热（熔解热或汽化热）。
因此，潜热蓄热又称为相变蓄热。
相变蓄热又可分为固态-固态相变、固态-液态相变[1]。
相较于显热蓄热，采用相变蓄热可以增加更大的蓄热量;相较于化学反应蓄热，相变蓄热的成本较低，因此，相变蓄热日益受到人们的重视。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析1. 引言1.1 背景介绍背景介绍部分主要从介绍太阳能供暖系统的工作原理和面临的挑战入手，引出相变蓄热材料的应用必要性。
还可以介绍目前太阳能供暖系统在能源利用效率和可持续发展方面的不足，说明相变蓄热材料在解决这些问题上的潜力。
通过背景介绍，读者可以充分了解到相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的重要性和发展价值。
1.2 研究意义相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用是当前太阳能领域的研究热点之一，其具有重要的研究意义。
太阳能供暖系统是一种清洁、环保的能源利用方式，能够有效减少对传统化石能源的依赖，降低能源消耗和排放的碳排放量，有助于缓解能源紧缺和环境污染问题。
而相变蓄热材料的应用能够进一步提升太阳能供暖系统的能效和稳定性，增强系统的可持续性和经济性。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用潜力和优势，从而提高太阳能供暖系统的能效和稳定性。
通过深入分析相变蓄热材料的特点和工作原理，我们旨在为工程师和研究人员提供更多关于如何选择和设计适用于太阳能供暖系统的相变蓄热材料的建议和指导。
我们也希望通过实际案例分析，揭示相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的实际应用效果和经济效益，为推广和应用这一新型材料提供参考和支持。
最终的研究目的是为了促进太阳能供暖系统的发展，推动可再生能源利用技术的进步，实现能源效率和环境可持续发展的目标。
2. 正文2.1 相变蓄热材料的特点相变蓄热材料是一种能够利用物质相变释放或吸收热量的材料，其主要特点包括高储热密度、储热效率高、可循环使用、长寿命等。
相变蓄热材料可以在相变时释放或吸收大量热量，使得系统在储存或释放热量时具有较高的能量密度，可以实现热能的高效转换和利用。
相变蓄热材料具有良好的循环稳定性，可以经过多次相变循环而不损耗性能，具有较长的使用寿命。
相变蓄热材料的储热温度范围广，可以根据需要选择不同相变温度的材料，适用于不同的太阳能供暖系统设计和运行要求。
相变材料在热储能领域的应用研究随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，研究和开发新型的可再生能源储存技术变得尤为重要。
在这一领域中，相变材料引起了广泛的关注和研究，因为它们具有独特的热储能特性。
相变材料是一类具有特殊热性能的材料，能够在温度或压力变化时发生相变，从而吸收或释放大量的热能。
这种热储能特性使得相变材料在可再生能源储存领域具有巨大的潜力。
首先，相变材料在太阳能热能储存方面具有重要应用。
太阳能是一种广泛可利用的可再生能源，但其不稳定性限制了其大规模应用。
相变材料可以将太阳能热能转化为潜热能，通过吸热相变过程将热能储存起来，以供后续使用。
这种热储能技术可以有效解决太阳能的间歇性问题，提高太阳能利用效率。
其次，相变材料在建筑节能领域也有广泛的应用。
建筑物的空调和供暖是能源消耗的主要来源之一，而相变材料可以通过吸热或放热的相变过程来调节室内温度，减少对传统供暖和空调系统的依赖。
相变材料可以在白天吸收太阳能热量，储存起来，晚上释放热量，提供温暖的室内环境。
这种热储能技术不仅可以降低能源消耗，还可以减少二氧化碳排放，对环境友好。
此外，相变材料还可以应用于电动汽车的热管理系统中。
电动汽车的电池组在充放电过程中会产生大量的热量，如果不能及时散热，会影响电池的寿命和性能。
相变材料可以作为热管理系统的储热材料，吸收电池组产生的热量，并在需要时释放热量，保持电池组的温度在适宜范围内。
这种热储能技术可以提高电池的循环寿命和安全性能，推动电动汽车的发展。
然而，相变材料在热储能领域的应用还面临一些挑战。
首先，相变材料的稳定性和循环寿命需要进一步提高。
相变材料在长期使用过程中可能会发生相变温度漂移或相变速率下降的问题，影响其储能性能。
其次，相变材料的成本较高，限制了其大规模应用。
未来的研究应该致力于解决这些问题，提高相变材料的性能和降低成本。
总之，相变材料在热储能领域的应用研究具有重要意义。
通过利用相变材料的独特热储能特性，可以有效解决可再生能源的间歇性问题，提高能源利用效率，减少环境污染。
相变储能材料在太阳能光伏电池中的应用研究太阳能光伏电池是一种将太阳能转化为电能的技术，它在现代清洁能源和可持续发展中发挥着重要的作用。
然而，由于太阳能光伏电池对气象条件和光照强度的依赖性，其能量输出在日夜间、阴雨天等不同环境下存在较大波动，限制了其实际应用和储存技术的进一步发展。
因此，相变储能材料的研究和应用成为了解决这一问题的重要方向。
相变储能材料是指通过改变温度、压力和化学成分等因素，造成固定物质在这些因素影响下形态、结构和属性等方面的变化，从而实现能量存储和释放的物质。
近年来，相变储能材料被广泛应用于热管理、储热、制冷等方面，随着其对太阳能光伏电池的应用逐渐受到重视，也引起了学术界的广泛关注。
太阳能光伏电池的能量输出不仅受光照条件影响，其输出电压、电流等也会随着环境温度等因素的改变而产生波动。
而相变储能材料具有储热、释热等优良特性，可以通过控制储能材料的相变过程，实现对太阳能光伏电池环境温度的调节，进而减小太阳能光伏电池的温度波动，提高其能量输出稳定性和效率。
与传统的热管理技术相比，相变储能材料不仅具有更高的能量存储密度和更低的成本，还能适应因地理位置、气象条件不同而产生的差异，实现对各类太阳能光伏电池的定制化设计和应用。
近年来，许多研究机构和企业开始在太阳能光伏电池中应用不同类型的相变储能材料，以改善其环境温度波动和能量输出稳定性。
这些材料包括有机相变材料、无机相变材料和复合相变储能材料等。
其中，有机相变材料具有相变温度低、储热量大等特点，适合用于太阳能光伏电池的微型化和轻量化设计；无机相变储能材料则具有较高的相变温度和更好的耐久性，适合用于太阳能光伏电池的建筑一体化等大规模应用领域；复合相变储能材料则将有机相变材料和无机相变材料的优点相结合，具有高储热量和储热效率等优势，可应用于太阳能光伏电池和其他清洁能源技术的开发。
相变储能材料在太阳能光伏电池中的应用研究仍面临着许多挑战和问题。
首先，相变储能材料的稳定性和经济性需要进一步研究和提高，以满足太阳能光伏电池多样化应用的需求；其次，相变材料与太阳能光伏电池的集成技术需要更加精细化和可靠性，避免光伏系统的不稳定性；再次，相变储能材料的环境影响和生态问题也成为了亟待解决的课题。
第36卷,总第211期2018年9月,第5期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.36,Sum.No.211Sep.2018,No.5 相变储热在太阳能采暖中的应用研究蔺瑞山1,2,田斌守1,2,邵继新1,2,梁 斌1(1.甘肃省建材科研设计院,甘肃 兰州 730020;2.甘肃省低能耗建筑技术重点实验室,甘肃 兰州 730020)摘 要:选用热管式真空管集热器、采用水和相变材料,探索利用太阳能短期蓄热系统为寒冷地区绿色示范建筑供暖。
储热系统由1m3的水箱和1.6m3的相变储热箱串联组成,选用改性石蜡基复合相变材料进行储热,相变温度为49.1~59.0℃,相变焓为158.5J/g。
采暖季对系统进行了长期测试,结果显示,当地最冷月(1月份)室内平均温度达到14℃,11月~2月平均室内温度达到16.54℃,储热系统的储热效率达到51.65%。
表明带有短周期储热系统的可再生能源系统供暖效果良好、稳定。
关键词:相变材料;短周期储热;太阳能;采暖;绿色建筑中图分类号:TK513.5 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)05-0447-06Application Research on PCM Thermal Storage in Solar HeatingLIN Rui-shan1,2,TIAN Bin-shou1,2,SHAO Ji-xin1,2,LIANG Bin1(1.Gansu Building Materials Research&Design Institute,Lanzhou730020,China;2.Gansu Key Laboratory of Low Energy Consumption Building Technology,Lanzhou730020,China)Abstract:Using heat pipe evacuated tube collector and water and phase change materials for thermal stor⁃age,a short period thermal storage system is applied in a green building demonstration in Cold Climate Zone.The heat storage system is composed of1m3water and1.6m3PCM in series.Modified paraffin base composite material is used as PCM,which changes phase from49.1℃to59.0℃.The enthalpy is 158.5J/g.Test data shows that the average indoor temperature is14℃in the coldest month January and 16.54℃between November to February.The efficiency of the thermal storage is51.65%,which means that the renewable energy system with short period heat storage system is good and stable in room heating. Key words:phase change material(PCM);short period thermal storage;solar energy;heating;green building收稿日期 2017-11-13 修订稿日期 2018-05-15基金项目:甘肃省科技重大专项计划—西秦岭地区绿色民居营建关键技术研究与示范(1502NKDA007);甘肃省青年科技基金计划—分段式储热材料相变换热特性研究(1506RJYA140)。
