固体储热温度高,储能密度较大,对外输出热能的形式多样,既可以提供最高温度400℃的热风,也能够提供300℃以下的热油,还可以提供高温蒸汽和热水,能够满足工业和民用多个领域的用热需求。
除了常见的镁砖类储热材料外,海外部分厂商还创新性地利用混凝土、岩石、砂砾等材料储热,并取得了一些进展。
混凝土蓄热
★挪威清洁能源技术厂商EnergyNest成立于2011年,致力于通过热电池储热为电力行业以及能源密集型行业的客户带来环境和经济利益。
该公司的热电池技术具有模块化、可扩展等优势,可非常简单,高效和低成本地储存热能,并可针对特定用途灵活设计。
该技术的最大亮点是整个电池均由易获取、可回收且对环境无害的岩土材料制成:钢和混凝土。
其中钢材料用于制作热电池的钢管框架,由该公司与德国跨国建筑材料公Heidelberg Cement合作开发的高性能储热混凝土Heatcrete作为储热介质。
EnergyNest的储热技术可应用于多项能源及工业细分领域,投资回报期一般控制在2~5年内。
★美国Termobuild公司的储热方案则基于其独特的“智能地板”套件,该套件包括空心混凝土板和通风系统。
通风系统可“激活”放置在建筑物墙壁和地板之间的“休眠”混凝土。混凝土板可实现“储热”与“蓄冷”,并根据建筑物的实际需要来释放能量。
其具体工作原理又是怎样的呢?以夏季为例,如果夜间室外温度低于室内,那么通风风扇就会吸入冷空气,并使空气通过空心板循环来为混凝土增压。混凝土则将冷空气贮存起来,并在日间建筑物升温时逐渐将其排出。该方法极大程度地减少了建筑物空调系统的使用。
如果夜间室外温度高于室内,那么系统将停止吸入冷空气,并以再循环模式进入机械冷却状态,来对混凝土地板进行增压。
整个智能地板系统利用夜间低谷电来运行空调系统实现混凝土的“储热”与“蓄冷”,从而有效减少了日间的空调用电量。
岩石蓄热
★丹麦能源公司SEAS-NVE联合丹麦技术大学(DTU)联合建设了一个创新型高温储热测试设施,该设施位于DTU大学Risø校园内。
该研发项目旨在通过将石头加热至600℃的方式来将风力涡轮机或太阳能光伏板产生的多余电能贮存起来。储存在石头中的热能可以根据实际需求释放出来,用以发电或供热。电能→热能的转化则通过泵送热空气的方式实现。