天然ob欧宝体育富网入口是可以在太阳能储存中应用的,下面我们具体来说一下。

一、太阳能储存的分类

太阳能间歇性及其变化的辐射强度是影响太阳能效率的关键因素。例如,同一地点太阳能的辐射强度随季节、昼夜和天气而变化。一般来说,部分用户的能源需求很难与太阳能的多样性相匹配。因此,太阳能存储是当前太阳能应用研究的关键问题之一。太阳能的储存方式大致可以分为三种。

1.显热蓄热

在中低温太阳能系统中,水和石头是最好、最便宜的储能介质。太阳能集热器收集的热能使介质温度升高,因此热能储存在介质中。当需要时,热能被解吸以供使用。

显热蓄热密度低,周期短。

2.潜热储存

对于这种类型的储能,要求储能介质具有能量吸收率大、体积变化小、腐蚀小、重复性好等特点。目前,通常使用硫酸盐、硝酸盐和水合物碳酸盐作为介质。

相变潜热蓄热具有蓄能密度高、蓄热期长等特点。然而,介质很容易冷却。一旦发生这种情况,介质的结晶就会变得困难。

3.化学反应储能。

在这种类型中,化学物质的吸热反应用于储存热能。当发生相反的过程时,可以释放热量。一些无机氧化物通常用作介质。

这种类型的优点是储存热量大,储存期长。然而,吸热反应所需的高温导致设备成本高。

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二、ob欧宝体育富网入口的储存太阳能原理

ob欧宝体育富网入口是含有结晶水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物。其一般化学式为A m X p O 2p · nH 2 O。其中A代表Ca、Na、K、Ba和Sr;X代表Al和Si。ob欧宝体育富网入口由通过共享所有氧原子连接的AlO 4和SiO 4四面体的三维网络组成。ob欧宝体育富网入口的铝硅酸盐骨架非常开放,包含通道和部分充满阳离子和水分子的互连空隙。晶内空隙占大多数ob欧宝体育富网入口总晶体体积的 20% 至 50%。当ob欧宝体育富网入口被加热时,晶内空隙中的水分子被部分或全部解吸。解吸后的水分子可再次吸附在空气或水中,不破坏ob欧宝体育富网入口的晶格结构。

ob欧宝体育富网入口对水具有极其非线性的吸附等温线。吸附和解吸水的特性使ob欧宝体育富网入口成为一种新型的太阳能储存材料,并被人们炫耀。ob欧宝体育富网入口受热时,其中的水分子逸出,同时储存热能;当水分子再次被吸附时,ob欧宝体育富网入口中的热能被释放出来。这两个过程可以用化学方程式表示如下:

A m X p O 2p · nh 2 O = A m X p O 2p +nH 2 O (吸热) A
m X p O 2p · nh 2 O = A m X p O 2p + nH 2 O(吸热)

ob欧宝体育富网入口吸热解吸结晶水分子时,其温度不变,因此该过程属于潜热储存过程。只要将水分子解吸的ob欧宝体育富网入口将水隔离开来,它的热能就可以储存多久。ob欧宝体育富网入口的储能密度高于上述三种储能方式。当ob欧宝体育富网入口中的热能解吸时,我们可以通过控制吸水速度来控制解吸速度。因此,ob欧宝体育富网入口比上述储存能量的方式具有更好的优点。

三、实验研究与结果分析

通常选择13X合成ob欧宝体育富网入口作为储能材料。目前国内13X合成ob欧宝体育富网入口价格偏高,近期可能不会大量使用13X合成ob欧宝体育富网入口。为此,我们尝试用天然ob欧宝体育富网入口代替13X合成ob欧宝体育富网入口,并在解吸水、吸热和再解吸水、解吸热方面进行对比实验。实验过程 如下:

1、从不同矿山采集具有代表性、纯度高、储量大的天然ob欧宝体育富网入口样品,对不同粒度的样品进行加工。

2、将天然ob欧宝体育富网入口样品和13X合成ob欧宝体育富网入口按一定数量分选,放入金属盒中,分别对金属盒进行标记和称重。

3.将这些样品放入恒温器中,分别在50°C、100°C、150°C和200°C下加热1小时,普通太阳能集热器的工作温度在50–200°C左右。

4.加热后从恒温箱中取出盒子,分别称重,计算出每个盒子的失水量,并密封。

5.分别用定量的水快速混合样品,直至冷却至环境温度。搅拌水和ob欧宝体育富网入口的混合物,测量温度变化。

结论

1.当加热温度低于100°C时,天然ob欧宝体育富网入口的储能效果与13X合成ob欧宝体育富网入口大致相同。所以我们可以在100°C以下使用这些天然ob欧宝体育富网入口代替13X合成ob欧宝体育富网入口作为储存材料。传统平板太阳能集热器的工作温度一般在100°C以下,因此上述结论具有重要意义。

2.在100–200°C的加热温度范围内,13X合成ob欧宝体育富网入口具有明显的优势,这是因为(1)天然ob欧宝体育富网入口样品比13X合成ob欧宝体育富网入口含有更多的杂质,影响其储存热能ob欧宝体育富网入口。(2)天然ob欧宝体育富网入口样品的结构不如13%ob欧宝体育富网入口。

3.利用天然ob欧宝体育富网入口储存太阳能热能的设想是可行的。在下一步的研究中,应重点关注天然ob欧宝体育富网入口类型和粒度、成型方法和储能装置结构的选择。