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  • 太阳能化学储存在云南太阳能中利用的原理


       上述潜热储存虽然比显热储存具有较高能量密度的储存能力,但潜热储存材料能提供的温度一般还是偏低,不能满足更多工业生产方面的要求,要进行更高温度的储热,只能通过化学反应来进行储存,到目前为止,太阳能的化学储存很大程度上还是一个科学家们正在不断探索中的新课题,它主要是利用可逆的吸热和放热化学反应,来实现对太阳辐射能的热能储存,故也叫做热化学储存。例如将自然界普遍存在的石灰石(碳酸钙),在太阳聚焦炉的高温烘烤下生成氧化钙,并释放出二氧化碳需要时通过一个专门的热量收集(简型)交换装置中,对氧化钙加水,就能在生成氢氧化钙的同时,回收到大量的化学反应储存的热量:
    CaCO3太阳能聚焦加热    =CaO+CO2↑《=》CaO+H2O=Ca(OH)2+释放热量
        此类典型的太阳能(可逆)热化学反应储存的主要优点是(1)储能密度高,般的热化学反应储能密度比显热或潜热储热密度高2-10倍;(2)化学反应热物质可在环境温度下长期保存,而无须特别的隔热保温措施,也不会对环境造成不利影响(3)可以长期储热I(4)可以长距离运输;(5)与能量相关的费用很低,不足之处,或者说也是该储存方法需要进一步攻克的技术难题是储热材料输出的能量远比输人能量少,储热系统运转和维修费用高,造成经济匕缺乏赢利空间总而肖之,储能装置必须只会的特性是能以最大的速率接收能景、能以最大的须婷】速率来释放能量、储帮过程中能量的损耗要最小、并共有极大的储存一释放循环能力,而且储存装置的造价还不能太高、太贵、对生态环境不能造负面影川勾,否则就丧失了储存太阳辐射能来加1以实际使用的价值。在太阳能热利用中太阳集热器如1热的工质是水,选用保温储热水箱作为储能装置就合情合理。太阳能空气集热器输出的是热空气,在储能装置的选择上就需要认真考虑,址选用具备显热效应,还是潜热效应的储能介质,才能更有效、更经济合理地储静热能而名采用槽式或塔式聚焦集热系统进行高温聚热时,就很有必要考虑采用熔融盐来作为共同的传热、储热介质的可能性与必要性对太阳能光伏利用领域来说,由于山市光伏发电主要用于小微型的独立用电系统;所以,从某种意义上说,除了较大规模的并网发电,其他所有的太阳电池,即硅晶体引太阳光一电转换组件所产生的电能,都必须通过电一化学能转换的方式,用酸性或碱性蓄电池来加以储存,才能保障用电系统的正常工作,从这个意义上说,电一化学能址转换的书电池,也属于太阳能量储存的重要方式之一,蓄电池放电时,化学能转变为电能输出充电时,太阳光伏电池所产电能,被转换为化学能储存起来1859年普朗特用腐蚀的铅箔形成活性物质作为负极材料,氧化锆作为正极材料,硫酸和水作为电解质,发明了铅酸蓄电池,至今已有150多年,在此后的一个半世纪内,科学家们又发明了如镉镍(Ni/CI)和铁镍(Ni/Fe)一类碱性蓄电池电,以及锌银、氢镍、锂离子一类扣式二次电池,但在产量和应用领域上,铅酸电池在各类电池中至今仍居主流地位铅酸电池的电一化学反应式如下:
    Pb + PbO2+2H++2HSO4- 放电充电 2 PbSO4 + 2H2O
       铅酸电池之所以能长盛不衰的根源在于在常用的各类蓄电池中,铅酸电池浮充没有"记忆。效应在-40℃~50℃范围内随温度升高性能良好价格低廉除锂电池外,在蓄电池中电压最高;电能效率高达60%高倍率放电性能良好。不足之处是使用寿命较碱性电池短体积尺寸较碱性电池和扣式电池都大过充电时会有大量气体析出,造成正极活性物质的脱落而使电池寿命缩短;深度过度放电也会因造成电池极板的损坏,而影响电池的正常使用寿命。不过在现代技术条件下,光伏电池控制系统一般都能解决对铅酸电池的过充、过放问题,例如云南晶能近年来就在铅酸蓄电池严格控制过充、过放问题上。进行了一系列的创新技术开发他们将太阳能光伏系统中原配置的一组蓄电池,改为两组并联的蓄电池,然后利用拥有自主知识产权的专利产品。光伏系统智能化充放电互补性制器。,本着高蓄电池组优先输出的原则,轮流交替地对两组蓄电池进行充电和放电,从而大幅度降低电池长时,放电产生电池板极化和硫化。长时1司充电产生气体造成+极活性物质脱落情况的发生科能化充放电互补群电池脉冲充放电技术的开发,提高光伏发电的最大利用率,电提高了解电池的转换效率,使蓄电池的使用寿命平均延长了1~2倍,节约了光伏系统的成本,提高了设备的可靠性和稳定性,减少了人工维护的劳动强度。在川'以预见的将来,铅酸解电池还将在不断的科技进步中,继续在太阳能光伏应川中演绎“老兵新传“;但是,在光伏储能技术不断创新的飘动下,显然也不会再lI铅酸帮电池。仅此一家,别无分店,地再旺”独角戏“。 (责任编辑:中建太阳能)
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