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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • [2018年第二届IEEE能源互联网与能源系统集成会议(EI2) - 中国北京(2018.10.20-2018.10.22)] 2018年第二届IEEE能源互联网与能源系统集成会议(EI2) - 聚光太阳能电站优化运行模型

    摘要： 随着能源结构的优化，可再生能源大规模并网作为吸纳太阳能的新技术，聚光太阳能发电利用储热系统使其成为可调度的资源，且不增加系统不确定性。本文考虑聚光太阳能?？榧涞哪芰看莨逃肴饶茏恍剩直鸸菇ㄆ浠≡诵心Ｐ?。通过设计不同运行模式进行案例仿真，结合关键参数取值优化运行结果。分析表明，聚光太阳能电站在应对太阳能不确定性、延长生产周期、提升储热罐利用效率及经济性方面具有一定优势。

    关键词： 聚光太阳能发电、可再生能源、热能存储、优化运行

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [能源、环境与可持续发展] 太阳能研究进展 || 美国大规模太阳能部署的技术经济潜力

    摘要： 光伏系统发电对环境的影响极小，其温室气体排放量低于传统能源，从而减轻了全球变暖效应。2014年末，印度政府宣布了一项雄心勃勃的目标：到2022年实现100吉瓦太阳能光伏系统装机容量。自那时起，印度在这一目标上取得了显著进展，累计安装了20吉瓦的太阳能发电容量，仅2017年就新增了9.6吉瓦。根据2015年麻省理工学院能源倡议的研究，到2050年，全球大部分电力将来自太阳能。然而，这给电力基础设施带来了许多技术和经济挑战。在本章中，我们以美国为例，研究在美国不同地区大规模部署最常见类型的太阳能——光伏（PV）和聚光太阳能发电（CSP）的技术和经济潜力。技术潜力基于电网互联拓扑结构和太阳能系统性能进行评估。经济潜力则通过平准化避免成本（LACE）、平准化电力成本（LCOE）以及融入电力市场的可能性等多项指标进行评估。经济潜力还包括针对大规模太阳能部署的补贴、税收、政策和激励措施。我们在美国两个不同地点实施了两项大规模光伏和聚光太阳能项目的模拟案例研究，以评估它们的技术经济潜力。

    关键词： 聚光太阳能发电、传热流体、净现值、平准化度电成本、热能存储、光伏系统、电量调整后的平准化度电成本、投资回收期、安装系统

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 光伏驱动制冷系统中热储能与电储能的热力学效率比较

    摘要： 面对气候变化和环境污染带来的日益增长的压力，独立光伏（PV）发电在为空调供电方面具有良好前景。然而太阳能通常易受天气变化影响，导致供电可靠性不足。为缓解太阳能间歇性的影响，需要额外的储能缓冲装置。本文通过分别评估热力学效率，对采用水箱储热（TES）和电池储电（EES）策略的独立光伏制冷系统进行了定量比较。首先建立制冷机模型并推导初始稳态参数；其次基于压缩机转速控制策略和制冷循环模型构建EES与TES系统模型，进而获得两种光伏制冷系统中冷冻水温度波动曲线。本文的定量对比结果包含三方面：i) TES策略的平均冷冻水温度比EES策略低11.08%；ii) TES策略储存的平均冷量比EES策略高43.6%，表明在给定光伏制冷系统中冷冻水箱具有更优的储能潜力；iii) 通过优化TES的水量得出其最大冷量储存率比EES系统高76.92%。

    关键词： 制冷系统、热能存储、电能存储、太阳能

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氨基功能化单壁碳纳米管集成聚氨酯相变复合材料，具有优异的光热转换效率和热导率

    摘要： 开发具有良好形状稳定性、优异光热转换效率及高导热性的有机相变材料（PCMs）对实际光热应用至关重要。本研究通过向聚乙二醇基聚氨酯相变材料中引入氨基功能化单壁碳纳米管（SWNTs?NH2），成功合成了具有优异光热转换效率与导热性的新型定形太阳能光热转换储热材料（SPCMs）。差示扫描量热法（DSC）和导热测试结果表明，该SPCMs具有124.0?126.1 J/g的较高相变焓值，且SWNTs?NH2的引入有效提升了材料导热性能。光照实验显示，SWNTs?NH2的引入使PEG基聚氨酯PCM的光热转换储热效率从44.8%显著提升至89.3%。光循环测试与热重（TG）分析表明该SPCMs具有令人满意的循环稳定性和热稳定性。值得注意的是，添加SWNTs?NH2的SPCMs相比含普通SWNTs的材料表现出更高的光热转换效率与更优的可逆稳定性。综上，所合成SPCMs在太阳能光热转换储热领域展现出重要应用潜力。

    关键词： 聚乙二醇、太阳能热转换、热能存储、单壁碳纳米管、相变材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 热过程太阳能工程、光伏与风能 || 能源存储

    摘要： 太阳能和风能属于依赖时间的能源资源。各类应用场景的能源需求同样具有时间依赖性，但其变化规律与能源供给方式不同。因此，若要使这些可再生能源满足我们大部分能源需求，就必须对能源或工艺副产品进行储存。能源储存可通过热力、机械或化学过程实现：热力储存通过加热或冷却物质实现，后续通过逆向过程回收能量；机械储存与释放可通过升降重物（通常为水）改变高度差，或调节旋转轮的转速来实现；化学储存通常采用电池技术，但其他化学反应也可行。有时在储存前将能源转换为其他形式更为便利。储能系统的最佳容量取决于能源供给的预期时间特性、待满足负载的性质、工艺所需的可靠性等级、辅助能源的供应方式，以及通过经济分析确定的太阳能/风能与辅助能源各自应承担的负载比例。需注意，辅助能源被视作该工艺的组成部分，其形式也可能是另一种可再生能源——例如在大型可再生能源系统（如公用事业电网）中，风力可能临时弥补太阳能的不足（反之亦然），而水力发电则始终可用。本章将阐述多种储能方法的原理，并展示如何计算其容量及能量输入输出速率。示例问题（与集热器案例类似）中我们采用预设的温度值或能量数值，实际应用中这些参数需通过联立求解所有系统组件的方程获得，相关内容将在第10章讨论。

    关键词： 热能存储、化学存储、机械存储、风能、储能、太阳能

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [能源、环境与可持续发展] 太阳能研究进展 || 壳管式潜热储能系统（ST-LHTES）

    摘要： 热能存储（TES）单元已成为热能节约的重要组成部分。顾名思义，该装置在能源供应过剩时储存热量，在能源供应不足时释放热量。通过这种方式，此类设备能够跨越时间障碍输送热能，使太阳能热发电厂（STPP）在更长的工作时段内获得热能供应。潜热热能存储（LHTES）系统具有高能量密度和长期稳定运行的理想特性。为利用LHTES的优势，文献中最常见的设计是壳管式潜热热能存储（ST-LHTES）系统——相变材料填充于壳侧，而传热流体（HTF）在管内流动（或反之）。本章根据换热器中PCM与HTF的几何结构、方位及相对位置对ST-LHTES系统进行详细分类，并阐述相变材料的分类体系。文中给出了传热现象的数值模拟及增强型PCM的模拟结果，清晰描述了PCM与HTF域之间的耦合关系。同时讨论了多种传热强化技术及参数分析，并分析了现存挑战与未来研究方向。

    关键词： 潜热、热能存储、耦合、壳管式换热器、传热流体、相变材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 采用潜热储热的平板太阳能集热器热模型及户外实验数据验证

    摘要： 本文提出了一种热建模策略，用于评估集成相变材料（PCM）的平板太阳能集热器（FPSC）中潜热储存技术的性能。基于简化的半经验关联式建立了热动力学模型，该模型包含装置各部分传导、对流和辐射的热传递过程。通过一组离散空间层的能量平衡描述PCM的熔化过程，以计算温度和液相分数。该模型采用经户外实测数据验证的改进型平板太阳能集热器原型进行验证——该原型在吸热板与隔热层之间增设了PCM容器。验证结果表明：相较于实验测量值，该模型能以极低的计算资源实现装置整体热性能的高精度估算。研究展示了20天实测条件下（包括高/低入射辐射日及两种不同PCM）的模型预测与测试数据对比，其中玻璃盖板、吸热板、出水口及PCM温度的预测最大误差为4.62%。该模型被用于分析集热器热性能，在两种工况下（无强太阳辐射变化的晴空条件与太阳辐射波动的散射天气）对主要部件温度、传热、储能及PCM液相分数进行估算分析。通过模型评估对比了两种不同熔点（45°C和60°C）PCM与无PCM工况的性能差异。

    关键词： 平板太阳能集热器，热能存储，热模型，实验验证，相变材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 《AIP会议录》[作者：SolarPACES 2017国际太阳能热发电与化学能源系统会议——智利圣地亚哥（2017年9月26-29日）]——不同地点小型太阳能塔式电站的技术经济分析

    摘要： 选址是影响太阳能发电系统效能与成本的重要因素。纬度与天气状况会影响系统效率与可用性，而当地劳动力成本则进一步影响建设成本。为探究这些因素的影响，我们对美国、澳大利亚和印度六个不同地区的100千瓦小型太阳能塔式发电概念进行了技术经济分析（该配置包含5小时热能储存）。我们评估了两种部署方案：单座独立运行的100千瓦塔式电站，以及由多座塔组成的20兆瓦集群。针对每种场景，采用概率分析法评估平准化发电成本。研究发现该配置具备成本竞争力的发电潜力，且能提升电网灵活性以整合间歇性可再生能源。此外，太阳能资源、纬度及当地劳动力成本均会影响系统的平准化发电成本。

    关键词： 平准化电力成本、太阳能塔式发电、热能存储、技术经济分析、可再生能源

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 掺银氧化锌纳米材料微胶囊增强油酸-肉豆蔻酸共晶相变储热材料的实验研究

    摘要： 通过原位聚合法合成了掺银氧化锌纳米材料增强的油酸-肉豆蔻酸共晶相变材料（PCMs）新型微胶囊。X射线衍射分析表明，掺银氧化锌纳米材料具有六方纤锌矿结构。将不同重量百分比的纳米材料与作为芯材的油酸-肉豆蔻酸共晶混合物混合，制备出纳米增强复合相变材料。显微分析显示三聚氰胺-甲醛壳层在芯材表面形成了均匀的球形结构，具有完美的核壳结构。差示扫描量热分析表明，微胶囊化相变材料（MEPCMs）的熔融温度范围为4.37-5.81°C，凝固温度范围为10.84-11.86°C，相变潜热分别为75.39-79.35 J/g和74.9-77.95 J/g。通过热导率、热重及热循环分析测定，MEPCMs具有更优的热导率、稳定性和可靠性。基于研究结果，掺银氧化锌纳米材料增强的MEPCMs可作为低温热能存储应用的潜在芯材。

    关键词： 热稳定性、掺银氧化锌纳米材料、热能存储、共晶混合物、微胶囊

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过石蜡浸渍三维互连多孔聚苯乙烯-碳纳米管（PS-CNT）polyHIPE泡沫实现的光热转换结构

    摘要： 本研究开发了一种三维互联多孔聚苯乙烯-碳纳米管（PS-CNT）polyHIPE泡沫，作为光热储能应用的相变材料（PCM）支架。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、X射线衍射（XRD）光谱、紫外-可见漫反射光谱、差示扫描量热法（DSC）分析和激光闪光法对这种新型相变复合材料的结构和热性能进行了表征。含1 wt%碳纳米管的石蜡/PS-CNT复合材料表现出高达0.39 Wm?1K?1的热导率，是纯石蜡的1.62倍。制备的泡沫具有高度多孔结构，实现了82.5%的高PCM负载量、119.3 J g?1的高潜热和56.88°C的熔点。该复合材料在100次熔融/凝固循环后保持了稳定的热物理性能。石蜡渗入PS-CNT polyHIPE泡沫后焓值增加了约3.5%。此外，该复合材料表现出优异的形状稳定性，防止了相变过程中的相变材料泄漏。在polyHIPE泡沫中引入碳纳米管使复合材料呈现黑色，从而提高了光吸收效率，尤其是光热转换效率（90%）。

    关键词： 相变材料，PS-CNT多孔高内相乳液，石蜡，热能存储

    更新于2025-09-09 09:28:46