熱泵儲電系統(tǒng)具有循環(huán)效率高、成本低等優(yōu)勢,與其他大型儲能技術,如抽水蓄能和壓縮空氣儲能相比,它可以在任何地理位置下安裝并可以滿足任一容量下的儲能需求,可以用于解決可再生能源輸出不穩(wěn)定和區(qū)域峰谷用電差過大等問題,具備良好的發(fā)展前景。傳統(tǒng)熱泵儲電系統(tǒng)使用氬氣、砂石分別作為流體介質(zhì)和儲能介質(zhì),一般情況下,其系統(tǒng)內(nèi)存在工作溫度高,儲能密度相對較低等問題,大大限制了它的實用性。為解決這些問題,本文使用熔鹽相變膠囊和空氣分別作為儲能介質(zhì)和工作介質(zhì)提出了一種熱泵熱機式儲能系統(tǒng)。系統(tǒng)包括壓縮機、透平機、蓄熱罐、蓄冷罐和兩個換熱器六個主要裝置,具有循環(huán)效率高、儲能密度高的特點,同時也解決了傳統(tǒng)熱泵儲電系統(tǒng)中工作條件苛刻的問題。本文對該系統(tǒng)進行了熱力學分析和做功過程分析以驗證其是否能實現(xiàn)上述研究目標,最后通過成本分析驗證該系統(tǒng)的實際經(jīng)濟可行性。為達到以上研究目標,本文具體開展了以下研究工作。（一）系統(tǒng)內(nèi)儲熱床體的建模分析:調(diào)研使用相變儲能介質(zhì)為床體填充物的常用建模模型,并通過數(shù)值模擬的方法對床體模型進行了換熱分析,通過實驗驗證模型的正確性。（二）系統(tǒng)內(nèi)其他重要設備的建模分析:調(diào)研并確定了換熱器,壓縮機、透... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同蓄熱技術特點比較

圖 1.2 抽水蓄能示意圖ure 1.2 Schematic diagram of pumped hydroelectric storag型儲能技術，即壓縮空氣儲能技術，最先由 Kalha行過程如圖 1.3 所示，它的基本原理是：在電能富空氣壓縮機（Air compressor），將空氣壓縮至高壓或洞穴(Cavern)里，在之后的用電高峰期，使用這電力。由以上兩個過程完成了氣體的壓力勢能和 所示，在實際的壓縮空氣系統(tǒng)裝置中，可以在系統(tǒng)機使空氣在不同壓力下的透平中依次膨脹做功以體在透平機內(nèi)部趨于等溫壓縮過程）。并可以再將用，如圖中直接置于再熱器處以供氣體加熱，從

圖 1.3 壓縮空氣系統(tǒng)示意圖Figure 1.3 Schematic diagram of compressed air energy storage system對于化學儲能技術來說，由于在目前階段，其經(jīng)濟性較差且容易對生態(tài)環(huán)境帶來不好的影響，故而常常不將它用于大規(guī)模的儲能技術（實際上，液流電池可以擴展成為一種大規(guī)模儲能技術，但是相對于其他大型儲能技術來說，其經(jīng)濟性還是較低）。但是它們卻是生活中最常見的儲能方式，因為相對于其他儲能技術來說，它的最大特點是實用性強，適合于中小規(guī)模儲能，常見的如手機充電電池、小型工廠自供電等等。由以上分析，我們可以知道能夠用作大規(guī)模儲能的主流儲能技術一般只有抽水蓄能和壓縮空氣儲能兩種。但是，這兩種大型儲能技術都存在其固有的技術缺陷：都對地理位置有極高的要求；在建設后甚至會對生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的影響[6]。因此并不是十分具有前景的技術。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年中國可再生能源發(fā)電裝機達7.28億千瓦[J]. 周銳.  四川水力發(fā)電. 2019(01)
[2]可再生能源電力配額制的解讀及建議[J]. 李星龍.  科技經(jīng)濟導刊. 2019(04)
[3]2018年壓縮空氣儲能技術熱點回眸[J]. 傅昊,姜彤,崔巖.  科技導報. 2019(01)
[4]含大規(guī)模新能源的現(xiàn)代電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度研究[J]. 孫凱,張新燕,周登鈺,王志浩,趙曉悅.  可再生能源. 2018(05)
[5]我國可再生能源電價及補貼機制的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 舟丹.  中外能源. 2018(05)
[6]相變膠囊無序堆積蓄熱特性分析[J]. 張仲彬,劉永強,云愛霞.  中國電機工程學報. 2018(20)
[7]壓縮空氣儲能技術及示范工程綜述[J]. 文賢馗,張世海,王鎖斌.  應用能源技術. 2018(03)
[8]熱泵儲電技術研究進展[J]. 張瓊,王亮,徐玉杰,陳海生.  中國電機工程學報. 2018(01)
[9]大規(guī)模間歇性新能源并網(wǎng)控制技術綜述[J]. 羅劍波,陳永華,劉強.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2014(22)
[10]新型中高溫蓄熱技術及發(fā)展趨勢[J]. 尹輝斌,丁靜,楊曉西.  節(jié)能技術. 2014(04)

博士論文
[1]熔鹽單罐填充床蓄熱系統(tǒng)性能分析及優(yōu)化設計研究[D]. 趙炳晨.中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所) 2018
[2]空氣—水介質(zhì)板式換熱器流動與傳熱特性研究[D]. 吳華新.哈爾濱工程大學 2009



本文編號：3325611