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固體儲(chǔ)熱溫度高，儲(chǔ)能密度較大，對(duì)外輸出熱能的形式多樣，既可以提供最高溫度400℃的熱風(fēng)，也能夠提供300℃以下的熱油，還可以提供高溫蒸汽和熱水，能夠滿足工業(yè)和民用多個(gè)領(lǐng)域的用熱需求。
除了常見(jiàn)的鎂磚類儲(chǔ)熱材料外，海外部分廠商還創(chuàng)新性地利用混凝土、巖石、砂礫等材料儲(chǔ)熱，并取得了一些進(jìn)展。
混凝土蓄熱
★挪威清潔能源技術(shù)廠商EnergyNest成立于2011年，致力于通過(guò)熱電池儲(chǔ)熱為電力行業(yè)以及能源密集型行業(yè)的客戶帶來(lái)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益。
該公司的熱電池技術(shù)具有模塊化、可擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，可非常簡(jiǎn)單，高效和低成本地儲(chǔ)存熱能，并可針對(duì)特定用途靈活設(shè)計(jì)。
該技術(shù)的最大亮點(diǎn)是整個(gè)電池均由易獲取、可回收且對(duì)環(huán)境無(wú)害的巖土材料制成：鋼和混凝土。
其中鋼材料用于制作熱電池的鋼管框架，由該公司與德國(guó)跨國(guó)建筑材料公Heidelberg Cement合作開(kāi)發(fā)的高性能儲(chǔ)熱混凝土Heatcrete作為儲(chǔ)熱介質(zhì)。
EnergyNest的儲(chǔ)熱技術(shù)可應(yīng)用于多項(xiàng)能源及工業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，投資回報(bào)期一般控制在2~5年內(nèi)。
★美國(guó)Termobuild公司的儲(chǔ)熱方案則基于其獨(dú)特的“智能地板”套件，該套件包括空心混凝土板和通風(fēng)系統(tǒng)。
通風(fēng)系統(tǒng)可“激活”放置在建筑物墻壁和地板之間的“休眠”混凝土。混凝土板可實(shí)現(xiàn)“儲(chǔ)熱”與“蓄冷”，并根據(jù)建筑物的實(shí)際需要來(lái)釋放能量。
其具體工作原理又是怎樣的呢？以夏季為例，如果夜間室外溫度低于室內(nèi)，那么通風(fēng)風(fēng)扇就會(huì)吸入冷空氣，并使空氣通過(guò)空心板循環(huán)來(lái)為混凝土增壓。混凝土則將冷空氣貯存起來(lái)，并在日間建筑物升溫時(shí)逐漸將其排出。該方法極大程度地減少了建筑物空調(diào)系統(tǒng)的使用。
如果夜間室外溫度高于室內(nèi)，那么系統(tǒng)將停止吸入冷空氣，并以再循環(huán)模式進(jìn)入機(jī)械冷卻狀態(tài)，來(lái)對(duì)混凝土地板進(jìn)行增壓。
整個(gè)智能地板系統(tǒng)利用夜間低谷電來(lái)運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)混凝土的“儲(chǔ)熱”與“蓄冷”，從而有效減少了日間的空調(diào)用電量。
巖石蓄熱
★丹麥能源公司SEAS-NVE聯(lián)合丹麥技術(shù)大學(xué)（DTU）聯(lián)合建設(shè)了一個(gè)創(chuàng)新型高溫儲(chǔ)熱測(cè)試設(shè)施，該設(shè)施位于DTU大學(xué)Risø校園內(nèi)。
該研發(fā)項(xiàng)目旨在通過(guò)將石頭加熱至600℃的方式來(lái)將風(fēng)力渦輪機(jī)或太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生的多余電能貯存起來(lái)。儲(chǔ)存在石頭中的熱能可以根據(jù)實(shí)際需求釋放出來(lái)，用以發(fā)電或供熱。電能→熱能的轉(zhuǎn)化則通過(guò)泵送熱空氣的方式實(shí)現(xiàn)。
該項(xiàng)目將綜合考量各種因素，例如確定使用哪種類型的石材來(lái)確保項(xiàng)目的順利實(shí)施。如果測(cè)試結(jié)果理想，那么該技術(shù)的測(cè)試規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大。用于存儲(chǔ)熱能的石頭則會(huì)置于地下并被絕緣材料等包圍。
★另外，西班牙企業(yè)Siemens Gamesa也于去年上半年宣布在德國(guó)北部的Hamburg正式投運(yùn)了用火山石將過(guò)剩的電能轉(zhuǎn)化為熱能的新型電熱儲(chǔ)能（ETES）示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)儲(chǔ)存容量為130MWh，并可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)兩周的能源儲(chǔ)存，且?guī)缀醪粫?huì)造成任何能源流損。
這種技術(shù)的儲(chǔ)熱原理與丹麥SEAS-NVE公司試驗(yàn)項(xiàng)目類似，可再生能源產(chǎn)生的多余電能通過(guò)電阻加熱器和鼓風(fēng)機(jī)把上千噸的火山碎石加熱至高達(dá)750℃，從而將電能轉(zhuǎn)化為熱能；當(dāng)電網(wǎng)需要儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電時(shí)，通過(guò)傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)就可將儲(chǔ)存的熱能轉(zhuǎn)化為電能。如果與外界隔離好的話，火山石的熱能可以儲(chǔ)存幾個(gè)星期。
Siemens Gamesa建設(shè)該試驗(yàn)項(xiàng)目的目的是為電網(wǎng)側(cè)存儲(chǔ)能量，并蓄熱。下一步，其將在商業(yè)項(xiàng)目中使用該技術(shù)，并擴(kuò)大存儲(chǔ)容量和功率。
★以色列Brenmiller Energy公司研發(fā)的高溫儲(chǔ)熱單元bGen™則采用固態(tài)（碎石）材料存儲(chǔ)，并結(jié)合了三大要素：蓄熱，熱交換器以及蒸汽發(fā)生器。
bGen™是一種經(jīng)濟(jì)高效的儲(chǔ)熱解決方案，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)小時(shí)以上，且具備低成本、少維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)、便于控制、零碳排放等優(yōu)點(diǎn)。
熱量存儲(chǔ)在bGen™模塊化子單元中，并且能夠吸收多種形式的熱或電（使用嵌入式電加熱器），并根據(jù)需要以過(guò)熱蒸汽的形式釋放，用于發(fā)電，飽和蒸汽的生產(chǎn)或工業(yè)用水。
沙礫蓄熱
美國(guó)Echogen Power Systems是一家利用熱能進(jìn)行發(fā)電的能源公司，基于現(xiàn)有技術(shù)，其正在開(kāi)發(fā)一種新系統(tǒng)，該系統(tǒng)先將電能轉(zhuǎn)化為熱能，然后將熱能轉(zhuǎn)移到沙礫塊或混凝土塊中進(jìn)行儲(chǔ)存。
目前該公司已獲得300萬(wàn)美元的聯(lián)邦撥款，用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試這種方法。該公司認(rèn)為，該系統(tǒng)的效率雖不如鋰離子電池，但由于其采用廉價(jià)的材料，因此可以降低長(zhǎng)期儲(chǔ)能的成本。
鋼蓄熱
成立于2016年的德國(guó)初創(chuàng)公司Lumenion開(kāi)發(fā)出了一種頗具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的金屬基熱電聯(lián)產(chǎn)儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)度的電力和熱量供應(yīng)?；诮饘俚淖吭絻?chǔ)熱特性并利用熱電聯(lián)產(chǎn)原理，Lumenion技術(shù)可實(shí)現(xiàn)極高的效率（高達(dá)95％）。
該系統(tǒng)采用鋼金屬作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，并將其加熱至650℃的高溫來(lái)實(shí)現(xiàn)熱能儲(chǔ)存。整個(gè)系統(tǒng)的能量充放比為1/5-3/5，具體取決于實(shí)際應(yīng)用的要求。一次時(shí)長(zhǎng)為8小時(shí)的“充電”可提供長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)的80-550℃的熱能供應(yīng)。另外，該系統(tǒng)還可滿足Power-2-Heat或Power-2-Heat＆Power這兩種使用方式。
除了常見(jiàn)的鎂磚類儲(chǔ)熱材料外，海外部分廠商還創(chuàng)新性地利用混凝土、巖石、砂礫等材料儲(chǔ)熱，并取得了一些進(jìn)展。
混凝土蓄熱
★挪威清潔能源技術(shù)廠商EnergyNest成立于2011年，致力于通過(guò)熱電池儲(chǔ)熱為電力行業(yè)以及能源密集型行業(yè)的客戶帶來(lái)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益。
該公司的熱電池技術(shù)具有模塊化、可擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，可非常簡(jiǎn)單，高效和低成本地儲(chǔ)存熱能，并可針對(duì)特定用途靈活設(shè)計(jì)。
該技術(shù)的最大亮點(diǎn)是整個(gè)電池均由易獲取、可回收且對(duì)環(huán)境無(wú)害的巖土材料制成：鋼和混凝土。
其中鋼材料用于制作熱電池的鋼管框架，由該公司與德國(guó)跨國(guó)建筑材料公Heidelberg Cement合作開(kāi)發(fā)的高性能儲(chǔ)熱混凝土Heatcrete作為儲(chǔ)熱介質(zhì)。
EnergyNest的儲(chǔ)熱技術(shù)可應(yīng)用于多項(xiàng)能源及工業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，投資回報(bào)期一般控制在2~5年內(nèi)。
★美國(guó)Termobuild公司的儲(chǔ)熱方案則基于其獨(dú)特的“智能地板”套件，該套件包括空心混凝土板和通風(fēng)系統(tǒng)。
通風(fēng)系統(tǒng)可“激活”放置在建筑物墻壁和地板之間的“休眠”混凝土。混凝土板可實(shí)現(xiàn)“儲(chǔ)熱”與“蓄冷”，并根據(jù)建筑物的實(shí)際需要來(lái)釋放能量。
其具體工作原理又是怎樣的呢？以夏季為例，如果夜間室外溫度低于室內(nèi)，那么通風(fēng)風(fēng)扇就會(huì)吸入冷空氣，并使空氣通過(guò)空心板循環(huán)來(lái)為混凝土增壓。混凝土則將冷空氣貯存起來(lái)，并在日間建筑物升溫時(shí)逐漸將其排出。該方法極大程度地減少了建筑物空調(diào)系統(tǒng)的使用。
如果夜間室外溫度高于室內(nèi)，那么系統(tǒng)將停止吸入冷空氣，并以再循環(huán)模式進(jìn)入機(jī)械冷卻狀態(tài)，來(lái)對(duì)混凝土地板進(jìn)行增壓。
整個(gè)智能地板系統(tǒng)利用夜間低谷電來(lái)運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)混凝土的“儲(chǔ)熱”與“蓄冷”，從而有效減少了日間的空調(diào)用電量。
巖石蓄熱
★丹麥能源公司SEAS-NVE聯(lián)合丹麥技術(shù)大學(xué)（DTU）聯(lián)合建設(shè)了一個(gè)創(chuàng)新型高溫儲(chǔ)熱測(cè)試設(shè)施，該設(shè)施位于DTU大學(xué)Risø校園內(nèi)。
該研發(fā)項(xiàng)目旨在通過(guò)將石頭加熱至600℃的方式來(lái)將風(fēng)力渦輪機(jī)或太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生的多余電能貯存起來(lái)。儲(chǔ)存在石頭中的熱能可以根據(jù)實(shí)際需求釋放出來(lái)，用以發(fā)電或供熱。電能→熱能的轉(zhuǎn)化則通過(guò)泵送熱空氣的方式實(shí)現(xiàn)。
該項(xiàng)目將綜合考量各種因素，例如確定使用哪種類型的石材來(lái)確保項(xiàng)目的順利實(shí)施。如果測(cè)試結(jié)果理想，那么該技術(shù)的測(cè)試規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大。用于存儲(chǔ)熱能的石頭則會(huì)置于地下并被絕緣材料等包圍。
★另外，西班牙企業(yè)Siemens Gamesa也于去年上半年宣布在德國(guó)北部的Hamburg正式投運(yùn)了用火山石將過(guò)剩的電能轉(zhuǎn)化為熱能的新型電熱儲(chǔ)能（ETES）示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)儲(chǔ)存容量為130MWh，并可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)兩周的能源儲(chǔ)存，且?guī)缀醪粫?huì)造成任何能源流損。
這種技術(shù)的儲(chǔ)熱原理與丹麥SEAS-NVE公司試驗(yàn)項(xiàng)目類似，可再生能源產(chǎn)生的多余電能通過(guò)電阻加熱器和鼓風(fēng)機(jī)把上千噸的火山碎石加熱至高達(dá)750℃，從而將電能轉(zhuǎn)化為熱能；當(dāng)電網(wǎng)需要儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電時(shí)，通過(guò)傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)就可將儲(chǔ)存的熱能轉(zhuǎn)化為電能。如果與外界隔離好的話，火山石的熱能可以儲(chǔ)存幾個(gè)星期。
Siemens Gamesa建設(shè)該試驗(yàn)項(xiàng)目的目的是為電網(wǎng)側(cè)存儲(chǔ)能量，并蓄熱。下一步，其將在商業(yè)項(xiàng)目中使用該技術(shù)，并擴(kuò)大存儲(chǔ)容量和功率。
★以色列Brenmiller Energy公司研發(fā)的高溫儲(chǔ)熱單元bGen™則采用固態(tài)（碎石）材料存儲(chǔ)，并結(jié)合了三大要素：蓄熱，熱交換器以及蒸汽發(fā)生器。
bGen™是一種經(jīng)濟(jì)高效的儲(chǔ)熱解決方案，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)小時(shí)以上，且具備低成本、少維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)、便于控制、零碳排放等優(yōu)點(diǎn)。
熱量存儲(chǔ)在bGen™模塊化子單元中，并且能夠吸收多種形式的熱或電（使用嵌入式電加熱器），并根據(jù)需要以過(guò)熱蒸汽的形式釋放，用于發(fā)電，飽和蒸汽的生產(chǎn)或工業(yè)用水。
沙礫蓄熱
美國(guó)Echogen Power Systems是一家利用熱能進(jìn)行發(fā)電的能源公司，基于現(xiàn)有技術(shù)，其正在開(kāi)發(fā)一種新系統(tǒng)，該系統(tǒng)先將電能轉(zhuǎn)化為熱能，然后將熱能轉(zhuǎn)移到沙礫塊或混凝土塊中進(jìn)行儲(chǔ)存。
目前該公司已獲得300萬(wàn)美元的聯(lián)邦撥款，用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試這種方法。該公司認(rèn)為，該系統(tǒng)的效率雖不如鋰離子電池，但由于其采用廉價(jià)的材料，因此可以降低長(zhǎng)期儲(chǔ)能的成本。
鋼蓄熱
成立于2016年的德國(guó)初創(chuàng)公司Lumenion開(kāi)發(fā)出了一種頗具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的金屬基熱電聯(lián)產(chǎn)儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)實(shí)現(xiàn)可調(diào)度的電力和熱量供應(yīng)?；诮饘俚淖吭絻?chǔ)熱特性并利用熱電聯(lián)產(chǎn)原理，Lumenion技術(shù)可實(shí)現(xiàn)極高的效率（高達(dá)95％）。
該系統(tǒng)采用鋼金屬作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，并將其加熱至650℃的高溫來(lái)實(shí)現(xiàn)熱能儲(chǔ)存。整個(gè)系統(tǒng)的能量充放比為1/5-3/5，具體取決于實(shí)際應(yīng)用的要求。一次時(shí)長(zhǎng)為8小時(shí)的“充電”可提供長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)的80-550℃的熱能供應(yīng)。另外，該系統(tǒng)還可滿足Power-2-Heat或Power-2-Heat＆Power這兩種使用方式。
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