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      CSPPLAZA研究中心：儲熱材料及儲熱系統在CSP系統中起著很重要的作用。研究穩定可靠和高效低成本的儲熱材料及儲熱系統一直是該領域的研究方向和目標。儲熱材料在CSP系統中的應用有空氣、水／水蒸氣、油／巖石、金屬Na、導熱油、熔鹽、陶瓷、混凝土。同時很多系統中，儲熱材料不單起到儲熱的作用還充當熱量輸送和傳遞的介質——熱流體(HTF)的作用。這里主要介紹正在或探索中可以應用于CsP系統的3類高溫儲熱材料：熔鹽、高溫混凝土、金屬合金。儲熱系統可以分為顯式系統和潛熱系統，也可以分為兩儲熱罐直接式、兩儲熱罐間接式和單儲熱罐溫躍層式、高溫混凝土儲熱等系統。

      熱流體和儲熱材料的選擇對電站的成本和效率有重要影響。導熱油的使用溫度不超過400℃，而成本較熔鹽貴。熔鹽的溫度極限可以為450～600℃，有利于提高發電效率和降低成本。但熔鹽的不足就是凝固點太高，一般在130～230℃，而導熱油的凝固點大約為13℃L8j。目前商業用的熔鹽有solar salt(40％)KN03一(60％)NaN03)、Hitec(40％)NaN02一(7％)NaN03一(53％)KN03)和HitecXI。(48％)Ca(N()3)2一(45％)KN()3—7％NaN()3)等，其中solar salt的(de)(de)成(cheng)本(ben)是這(zhe)3種熔鹽(yan)最低(di)(di)的(de)(de)，但凝(ning)固點(dian)最高。Tres塔式(shi)電站利用(yong)solar Salt作為儲熱材料。熔鹽(yan)的(de)(de)選取原(yuan)則主要的(de)(de)有熔鹽(yan)的(de)(de)凝(ning)固點(dian)要低(di)(di)、運動(dong)粘度要合適、高溫時(500℃)化(hua)學性能(neng)穩(wen)定和與容器的(de)(de)腐(fu)蝕小、成(cheng)本(ben)低(di)(di)。一(yi)般鋰鹽(yan)的(de)(de)成(cheng)本(ben)最高，其次是鉀鹽(yan)，再到(dao)鈉鹽(yan)，最低(di)(di)的(de)(de)是鈣鹽(yan)。

      國內外研究高溫混凝土作為儲熱材料在a汴中應用的單位有德國的DLR、武漢理工大學和中國科學院電工所等。高溫混凝土儲熱系統的概念是1988～1992年被提出來的，直到1994年德國DLR在ZsW(Center for solar energy andhydrogen research)才完成(cheng)了(le)2個小型實驗系統的(de)測試(shi)。1995～1998年(nian)DLR沒獲得項目的(de)支持，2001～2003年(nian)獲得wESPE項目的(de)支持L23J。2003～2004年(nian)完成(cheng)第一(yi)代高溫混凝(ning)土儲(chu)(chu)能(neng)系統的(de)測試(shi)[24]，2008～2009年(nian)完成(cheng)了(le)第二代高溫混凝(ning)土儲(chu)(chu)能(neng)系統的(de)測試(shi)。

      1980年美國BirchenalI等采用合金作為相變材料L捌，提出了3種典型狀態平衡圖及計算二元合金熔化熵和熔化潛熱的方法。Al—Si合金相變儲能材料有儲能密度大、儲熱溫度高、熱穩定性好、導熱系數好、相變時過冷度小、相偏析小、性價比良好等特點。高溫相變儲能材料Al—Si合金熔融潛熱大，固相導熱系數呵達180W／(m·K)，而熔鹽一般導熱系數都較低。鋁硅合金的一些熱物理性能可參考如下參數：熔點852K、熔融潛熱515kJ／婦、固相比熱1．49kJ／(kg·K)、液相導熱系數70W／(m·．K)、固相導熱系數180W／(m·’K)、固相密度2250kg／m3(Si的質量分數不I司，數值將不同)。

      CSP系統可分為拋物槽式、碟式、塔式、菲涅耳式等，其中儲熱系統和儲熱材料是CSP系統的關鍵。研究高效低成本和性能穩定的儲熱材料及其系統是儲熱工作的重心。導熱油由于使用溫度不超過400℃，成本又相對較高，在CSP系統中的應用將具有一定的局限性。高溫混凝土的成本較低，德國已完成高溫混凝土儲熱系統的中試，但高溫混凝土是顯式固體儲熱，其儲熱密度和導熱系數較小，系統占地面積較大。熔鹽的使用溫度較導熱油的高，有利于產生400℃以上的水蒸氣，提高發電效率。目前已經在S0lar Two、S0一Iar Tres等得到成功應用。因此，未來熔鹽在CSP系統中的應用將占主導地位，同時探索其他方面的儲熱材料在cSP的應用研究。但是目前應用于CSP的熔鹽也存在不少缺點，主要是凝固點高，容易凝固阻塞管道，維護成本較高。熔鹽的腐蝕性和高溫下的化學穩定性也是其應用于CSP的限制因素。金屬合金的儲熱有儲能密度大、儲熱溫度高、熱穩定性好、導熱系數好、相變時過冷度小、相偏析小、性價比良好等特點是比較有潛力的，但目前還沒有大型的應用系統，只有小型的實驗探索研究。各種儲熱材料具有各自的優缺點，根據不同的應用要求，選擇不同的儲熱系統和儲熱方式。

      展望儲熱材料在CSP的應用研究，可為如下3個方面：(1)研究凝固點低、500℃時化學性能長期穩定、低成本的熔鹽；(2)研究整理一系列熔鹽的熱物理性能及其傳熱關系式，為其應用和設計提供參考；(3)展開探索其他儲熱材料如高溫混凝土和金屬合金的研究。

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