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发布时间:2024-11-17 点此:545次
丹麦是世界上第一个推广太阳能相变储能和蓄热区域供暖的国家。它也是当今世界上最大的太阳能相变储能和蓄热区域供热市场。截至2016年底,丹麦大型(集热面积大于500平方米)太阳能相变储能区域供热系统集热装置装机量占全球此类系统的80%,约131.8万平方米,总容量为922MWth,太阳能相变储能蓄热集中供热厂数量为110座(绝大多数系统为热电联产锅炉+太阳能+相变储能和蓄热+区域供热系统)。此外,太阳能相变储能、储热区域供热集热器规划面积达到269.2万平方米。目前,丹麦大规模相变储能、储热区域供热技术发展较为成熟。
1、季节性储热解决矛盾
在可再生能源利用中,无法避免可再生能源的季节性波动和不稳定。随着风电、光伏等可再生能源的推广和普及,两大矛盾日益凸显:一是可再生能源供给不稳定与需求稳定之间的矛盾;二是可再生能源供给不稳定与需求稳定之间的矛盾。二是太阳能的季节分布和能源消费需求的季节分布。他们之间的不匹配。利用太阳能供暖,太阳能资源冬季匮乏,夏季过剩。能源需求则相反,冬季供暖需求相对旺盛。因此,这种不匹配的矛盾需要一种储能的方法,即储能来解决。跨季节蓄热是解决上述两个矛盾的关键技术。通过大容量蓄热技术,可以实现:
1、热电解耦增加了火电厂的灵活性;
2、季节性储热将风电、光伏、光热、热泵等能源有机耦合,实现长期高效储能,优化清洁供热供电。
上图中,季节性热水储存体由太阳能集热器加热,热电联产的余热也可以储存在季节性热水储存体中。储热水体的热量可以通过热泵得到充分回收和利用,实现利用可再生能源供暖的目标,同时提高系统经济性。丹麦技术大学高度重视高性能储热技术的研究和示范。早在1983年,就建立了世界上第一个500立方米大型储热罐,引起学术界轰动。
2、跨季节储能及储热技术发展趋势
目前,世界前沿的跨季节蓄热技术主要有钢罐、大容积水池蓄热、土源蓄热、地下水体蓄热、大型相变储能蓄热等。
其中,钢罐蓄热并不是严格意义上的跨季节蓄热。由于钢罐蓄热技术有其特殊性,适用的蓄热容积一般不大于7000立方米。如果大幅增加蓄热体的体积,也能达到蓄热体的效果,但相关投资和系统成本会大幅增加。一般北欧国家的钢罐容积在7000立方米以内。
无论何种形式的蓄热技术,发展趋势都是蓄热体尺寸的增大。随着蓄热体积的增大,蓄热体的单位成本降低,蓄热性能大幅提高。随着体积的增大,单位蓄热体对应的散热表面积迅速减小。当蓄热体体积从100立方米增加到10万立方米时,单位蓄热体对应的散热表面积减少到1/12。同时,成本也大幅下降,达到1/25。因此,蓄热容量越大越好。
3、丹麦跨季节储能储热成功案例
这里列举三个有代表性的案例,分别是:1、土源储热体、2、水池储热体、3、相变储能储热体。
4、跨季节储能储热优势
太阳能:提供免费热能。热泵:谷电提供热能;快速电网调整能力,充分利用优惠电价政策;减少热水储存体的体积需求。热电联产机组:三联、四联是国家重点支持方向;具有电网快速调峰能力,并获得国家可观的调峰补贴;他们实现了热电解耦。季节性蓄热器:提高系统灵活性;耦合以优化不同可再生能源形式的使用。
5.太阳能相变储能区域供热厂成功的技术因素
1、先进高效的大型太阳能集热场
收集器效率高;集热器工作可靠,免维护;集热器使用寿命30年;优化集热场管道布置;优选的收集器倾角、方向和流体;低循环管路受热损坏。
2、万吨级跨季节蓄热体
热损失极低,蓄热室优化热回收率大于90%,实现夏季蓄热、冬季取热的目标;再生器单位成本低;运行可靠,系统维护成本低。
3、太阳能、风能、生物质能等多种可再生能源可综合利用。
六、跨季节储能储热技术对我国清洁供暖发展的启示
目前,我国正在大力推行和发展清洁供暖,但大规模推广煤改电、煤改气存在一定弊端。火电厂利用热量来确定电力,夏季产能闲置,造成资源浪费。火电的解耦特性限制了电厂的调峰能力。不利于可再生能源发电的推广。通过季节性储能和储热技术,可以实现:热电解耦,增加电厂的灵活性;电厂余热夏季储存,冬季回收开yun体育官网入口登录苹果,避免了热能的浪费,提高了电厂的经济性;风电、光热、热泵、余热等多种能源可以相互补充,提高可再生能源的能源利用效率。
丹麦政府提出了一项非常雄心勃勃的能源计划:到2050年完全替代所有化石能源,到2035年使用可再生能源进行电力和供暖,其中太阳能供暖将成为区域供热的重要来源。我国太阳能资源丰富,太阳能资源密度是丹麦的两倍,更有利于太阳能采暖的推广。这就是太阳能热能的方向。丹麦现阶段的规模比我国更高。我们可以借鉴,我们国家的技术有了很大的提高。只要各方面都得到重视,我们一定可以做得更好。
为丹麦领先的跨季节蓄热项目点赞。我们的一些项目非常好,比如天帅智能科技的相变储能。有些是不好的。比如远大在延安的天然气三联产以及不久前吹嘘的“冰源热泵技术”就值得讨论。从冰冷的水中汲取热量比从零下十几度的空气中汲取热量要好,但采暖的能效比仍然不好。
正确的做法是跨季节储存能量(夏季蓄热Kaiyun全站官网登录入口,冬季蓄冷)。如果有热量而不储存热量,那将是荒谬的。冬天磨枪,口渴挖井取凉水取暖kaiyun官方网站下载官网,那是可笑的。天帅智能科技的跨季节相变储能及储热区域供热项目非常好。它专注于高性价比的相变储能和蓄热材料,加热大量热水并将其储存在20万立方米的大型保温池中。向超级大国、后来居上的丹麦学习。有人认为不具备保温泳池的条件。这些条件是通过建设获得的,不能等待。这是海绵城市的标准特征。现代城市地下工程的标志是我们当前城市现代化建设中不能回避、不能回避、不能依赖的良心工程。它具有多种用途,包括排水、蓄水和储能。它必须被建造。早建比晚建好、建得快。慢建不如慢建!