[01076605]大规模清洁供暖用高效相变储能热库技术

1、主要技术内容：热能储存是能源科学技术中的重要分支。在能量转换和利用过程中，常常存在供求之间在时间和空间上不匹配的矛盾或者浪费。相变储能技术以高效相变储能材料为基础，该技术将相变材料与储能装置结合，将电能、低品位工业余热等各种能源转换成热能的形式储存后再利用，减缓能源供求矛盾，有效解决电力“移峰填谷”、清洁能源消纳，低品位工业余热回收等问题。该项目设计开发热库这一核心设备与控制系统。热库采用独创相变储能材料，具有相变焓高、储能密度大、循环寿命长等特点。热库系统主要由相变储能材料、高效换热结构、围护结构、系统应用与控制等4部分组成。其技术应用、实现方式为利用相变材料作为储能介质，采用高效换热结构实现热能的高功率密度输入和输出；以高可靠性的围护结构完成对储能材料与换热结构的整体封装，保温与力学支撑，形成模块化的储能装置；以单个装置或多个储能装置形成储能阵列，配以电控，外部热交换器等部件形成储能系统，结合不同热源，以控制逻辑设计，系统换热设计等技术手段来实现系统安装运行，远程监测，智能控制，大数据收集等功能。该热库系统可将电能、风能、太阳能、低品位工业余热等能源按量分时，吸纳储存，根据需要实施转化，安全输出，达成相变储能系统与各类能源贯通互联，提高能源利用率，且使用过程中无任何废气、废水、废渣产生，实现清洁能源高效利用。 2、授权专利情况：该项目完成单位已申请专利134项(含8项PCT)。已授权76项，其中发明专利11项，实用新型60项，外观专利5项。该项目已有10项授权专利，其中发明4项、实用新型6项。 3、技术经济指标：单位储能模块技术指标：能量密度(KJ/L)＞650；功率密度(W/L)90；外观尺寸(mm)942×942×1835；额定储热量(MJ)650；热库充放热循环次数：6000；最大热损(24h)＜5％；安全性：常压运行、不可燃烧；电热转换效率99.6％。该系统初始投资约为100-120元/平方米，低于现行华北地区集中供热配套费，对新建符合节能标准的建筑，利用谷电和低品位工业余热热库系统与集中供热相比，可分别节约运行费用30％-60％和60％-80％。 4、应用推广及效益情况：作为分布式清洁能源供暖技术的高效储能技术的践行者，该项目高度契合国家清洁能源供暖、清洁能源消纳和节能减排发展方针，具有持续的市场需求和广阔的发展空间。 该项目广泛应用于各种户用系统、风/光电消纳、建筑清洁供暖、工业余热、管网供热能力增容、城市供暖安全保障、热电厂主动深度调峰等多个领域。热库技术累计供暖面积已超700万平方米，每年消纳谷电超过5亿kW·H，累计减少二氧化碳排放量70万吨、二氧化硫2000吨、氮氧化物1800吨、烟尘4.6万吨。该项目开创了相变储能技术在大规模清洁供暖领域应用的先河，项目完成单位也积极推动和参与了相变储能装置及系统国家标准和行业标准的编制、研究生工作站的建立和人才培养。