Системы аккумулирования тепловой энергии. Опыт применения

Опыт применения. Все варианты практического применения ТА можно разбить на следующие основные группы:

• пассивное аккумулирование, т. е. прямое аккумулирование тепловой энергии непосредственно конструкциями зданий;
• активное аккумулирование — это аккумулирование тепловой энергии с помощью специальных устройств, которые накапливают, хранят и отдают энергию;
• комбинированное (активное и пассивное) аккумулирование. Пассивное аккумулирование находит применение в основном в солнечной энергетике и некоторых технологических процессах, активное аккумулирование — в различных энергосистемах традиционной и нетрадиционной энергетики. Наиболее эффективными при соответствующей комплектации могут быть комбинированные системы аккумулирования тепловой энергии.

Мировой опыт. В ряде зарубежных стран уже разработаны и реализуются национальные программы по аккумулированию тепловой энергии. Они направлены на экономию энергии и замену дефицитного органического топлива за счет освоения технологий аккумулирования тепла и холода, обеспечивающих возможность хранения тепла или холода в течение определенного периода времени с последующим ее использованием. Исследования в области теплового аккумулирования проводятся во многих странах мира.

Интенсивные исследования в области теплового аккумулирования проводятся в Швейцарии еще с 1978 г. в рамках государственной программы. Их цель — уменьшение расхода нефтяного и ядерного топлива, расширение области использования НВИЭ, охрана окружающей среды.

Основной объем научно-технических разработок в настоящее время приходится на аккумуляторы тепла с фазовым переходом и теплоемкостные аккумуляторы. Несмотря на значительные технологические трудности, проводятся также научные разработки в направлении создания эффективных химических аккумуляторов тепла, в частности, путем использования термического эффекта процессов дегидратации и гидратации солей.

В Японии (Токио) разработана комбинированная теплоаккумулирующая система (ТАС) для солнечной энергетической установки комбинированного типа: для краткосрочного аккумулирования используются ТАМы с фазовым переходом; аккумулирование теплоты на длительный срок обеспечивается применением резервуара с насадкой из дробленого камня, в который помещен водный аккумулятор с теплонасосной системой. Анализ показал, что такая комбинированная система обеспечивает более высокую эффективность по сравнению с аккумуляторами тепла, использующими только один из видов ТАМов.

В Германии предложен принцип аккумулирования с применением композитных материалов; их использование позволяет уменьшать габариты ТА за счет высокой теплоемкости. Композитный материал представляет собой керамическую матрицу, соты которой заполняются солями, удерживающимися в жидком состоянии под действием капиллярных сил и поверхностного натяжения.

В результате лабораторных исследований предложен композит на основе матрицы из MgO и ряда теплоаккумулирующих веществ с рабочими температурами: Na, Ва/С03 (700 °С), Na2C03-Na2S04 (810 °С), Na, K/S04 (830 °С). На основе композитных материалов изготовлен теплоаккумулирующий модуль емкостью 10 МВт • ч.

В Австралии разработаны конструкции солнечных теплиц, снабженные тепловыми аккумуляторами с каменным наполнителем и вспомогательными солнечными коллекторами для подачи тепла в ТА. Теплоемкостный ТА может быть заменен на ТА на основе фазовых переходов, где в качестве ТАМа используется СаС12 * 6Н20. Стабильность вещества испытана в ходе 100-суточных циклов плавления—затвердения с измерением энтальпии и температуры фазового перехода (30 °С).

Дата публикации: 19.05.2013

Похожие записи:

• Системы аккумулирования тепловой энергии
• Системы аккумулирования электрической энергии
• Системы аккумулирования энергии возобновляемых источников
• Оптимизация применения гелиосистем
• Разновидности гелиосистем
• Активные и пассивные гелиосистемы