【摘要】：能量儲存是能源科學領(lǐng)域的重要分支。在能量轉(zhuǎn)化及其利用過程中,常常存在時間或空間上的不匹配,這就催生了儲能技術(shù)的發(fā)展。在這其中,熱量儲存在工業(yè)以及民用中用途廣泛,因此受到了廣大科研工作者的關(guān)注。太陽能光熱儲存作為其中一種極具發(fā)展前景的儲熱方式,更是得到了研究人員的集中研究。但目前的研究主要集中在儲能材料熱導率的改善上,因為儲能材料的熱導率一般比較低,導致其充放熱速度緩慢,無法真正投入使用。所以人們選擇將一些高熱導材料加入儲能材料,借以提高材料整體的熱導率,但是人們同時發(fā)現(xiàn),過量的參雜一方面導致材料儲能性質(zhì)的下降,另一方面其顆粒分散性變差,無法重復使用。在本項工作中,我們摒棄了傳統(tǒng)的提高材料熱導率的方法,轉(zhuǎn)而利用光子在儲能材料中的快速傳輸來實現(xiàn)對材料的快速均勻充熱。入射光子會激發(fā)納米顆粒表面電子產(chǎn)生共振,從而產(chǎn)生強烈的熱效應。我們還進一步實現(xiàn)了非透明相變儲能材料的快速光充熱,并進而建立了一種“分步相變法”模型來解釋實驗現(xiàn)象。同時,我們還在該理論指導下,提出了磁場調(diào)控加快固液相變儲熱過程的方法,并利用此方法實現(xiàn)了對太陽能的快速熱儲存。
【圖文】：

[2]Fig.1-1 The global installed photothermal capacity據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014年全球光熱裝機總量已達400GW。從圖1-1可看出，最近十年是太陽能光熱利用飛速發(fā)展的時期。已經(jīng)從 2005 年的 100GW 發(fā)展到2014 年的 400GW。而其逐漸加快發(fā)展的的背后則是光熱利用技術(shù)的逐漸成熟。中國是全球光熱利用的重中之重，從圖 1-2 可看出，中國的光熱市場正處在一個飛速發(fā)展的階段。其最新光熱裝機總量全球占比達到 70%，遠遠超過其他所有國家。所以對中國來說，開發(fā)最新的光熱利用技術(shù)亟不可待。也基于此研究背景，我們確定了對太陽能光熱研究的大方向。

圖 1-2 各國在全球光熱市場裝機容量中所占的百分比[2]Fig.1-2 The percentage of each country in global photothermal operation capa1.1.2 熱儲存技術(shù)太陽能固然前景遠大，，但其利用也存在一些致命的弱點。在太陽能程中，其供求常常出現(xiàn)時間與空間上的不匹配。如太陽能最為豐富，利效的時候常常出現(xiàn)在夏季。而在其他季節(jié)，太陽光的強度大大減弱�；蛱熘校柟庾顝姷臅r候出現(xiàn)在中午。所以，人們設(shè)想，是否能夠把太的時候的能量儲存起來，等光強減弱的時候放出來繼續(xù)使用。正是這種了熱儲存技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。常見的熱儲能方式包括顯熱儲存和潛熱儲存[3]。顯熱儲存[4]，通過儲存熱量，簡而言之，就是通過材料溫度的升高來達到對能量儲存的目熱儲存[5]，又被稱為相變儲熱，即當材料發(fā)生兩相變化時，對熱量熱吸這部分能量又被稱為潛熱或熱焓。由于熱能儲存在工業(yè)和民用中用途廣在儲能技術(shù)領(lǐng)域占有及其重要的地位。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK512;TB34

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