一种太阳能储能装置的模拟计算与实验分析

利用太阳能相变储能技术提出一种新型太阳能储能装置,并搭建该装置的实验测试台,简要分析了该装置的结构和工作原理。将太阳能集热部分与储能一体化设计,在增强换热的同时降低了储能空间,具有良好的蓄放热性能。通过相关实验表明:装置蓄热时间为307 min,储能量为10.64 MJ;将流量为2.2 L/min、温度为33.2℃的冷水充入集热器,放热时长60 min,总出热水量为132 L,放热量为8.43 MJ,整体效率为64.7%。ANSYS模拟及相关实验验证,相变储能单元内部相变材料和装置放热过程中储能单元的温度变化对蓄热一体化集热器的设计具有参考价值。     

储能管理系统节能优化性能现场测试研究

为提升储能系统电池寿命、降低用电负荷节能能力,对储能管理系统节能优化性能实现现场测试.设计包含储能管理装置与电池管理装置的储能管理系统,通过储能管理装置实现系统充放电控制与状态监测等功能,通过电池管理装置实现系统的电压均衡控制等功能,不同装置之间的相互协调实现系统的节能优化性能.将该系统应用于某集装箱储能中并展开现场测...     

基于圆柱形单元的储热装置放热实验研究

蓄热水箱作为太阳能供暖系统的重要核心设备,其性能直接影响着储能系统的整体运行效率。设计一种基于圆柱形相变单元的相变储热装置,并搭建相变蓄热水箱性能测试平台,通过单一控制变量法得到储热装置放热过程的温度变化曲线。研究表明：对于空间一定的储热装置,在等质量相变材料（PCM）时,相变单元的直径对装置放热速率的影响较大;相变单元之间的间距对装置放热速率的影响较小;当增大换热流体（HTF）的入口流量及降低HTF入口温度时,能大大减少储热装置的放热时间,提高储热装置的整体性能。     

低温相变储能单元强化传热特性实验

以石蜡为相变储能材料,开孔泡沫铜为强化传热介质,针对该文研制开发的模块式低温相变储能装置,搭建测试强化传热后的新型矩形腔体-内插U型管储能单元实验平台,实验研究不同热源温度与不同环境温度对储能散热过程与单元性能的影响。结果表明加入泡沫铜后的储能单元内部温差明显减小,温度分布均匀。储能单元换热量显著增大,缩短了储散热时间。在较低热源温度与较高环境温度下,添加泡沫铜对储能单元的储散热更具有优化效果,相对优化率分别达到47.5%和8.3%。     

一种太阳能相变储能材料蓄放热性能的实验研究

以硬脂酸为太阳能中温相变储能材料,建立了相变蓄热装置蓄放热特性测试实验台,对储能单元含有50%和80%相变材料以及纯水的储能箱分别进行3组放热性能实验测试。结果表明,在放热过程中,储能箱在装有相变材料放热时水温波动比纯水放热时的水温波动大,可在一定时间内维持局部温度不变;在储能箱蓄热水温都达到80℃、冷水以1.2 L/min进入储能箱进行缓慢换热时,储能单元含80%相变材料的放热能力最强,储能单元含50%相变材料的次之,纯水的放热能力最弱;在相同储能空间下,相变材料释放的有效能为水的1.62倍。     

基于Markov链光伏储能模型的传输功率可用性评估北大核心CSCD

为了量化光伏发电传输功率的可用性,文章基于光伏储能系统能量状态的Markov链,建立了光伏组件与储能系统之间能量传递过程模型,并采用蒙特卡洛方法,根据实际太阳光入射功率和负荷分布的概率密度函数,生成日间光伏功率和负荷的随机值;再根据二者的差值直方图得到转移概率、一步转移概率矩阵和极限概率,建立了不同尺寸储能装置的储能容量与传输功率可用性的关系。此外,对不同工作温度引起的电池容量下降进行了可用性影响研究,结果表明,温度影响电池充放电效率,从而影响储能容量,并通过数值计算得到了不同储能装置效率下储能容量与传输功率可用性之间的关系。该模型也适用于储能装置老化导致的储能容量降低的情况。     

泡沫铁/石蜡复合相变储能材料放热过程及其热量传递规律CSCD

石蜡作为相变储能材料具有储能密度大的优势,但其导热率较低。以石蜡作为相变储能材料、金属泡沫铁作为导热增强材料,通过对泡沫铁/石蜡复合相变储能材料的制备及其放热过程测试,探究了两种厚度金属泡沫铁对石蜡放热过程的强化作用和传热过程。结果表明,泡沫铁能缩短石蜡放热时间,提高放热效率。相比对照组,厚10 mm和15 mm的泡沫铁/石蜡复合相变储能材料相变时间分别缩短了1/3和1/4,相变放热密度分别减小了1.60%和3.26%,两者的相变放热速率是相应对照组的1.44和1.27倍。同时,还对15 mm泡沫铁/石蜡复合相变储能材料放热过程中,对流换热系数与相变时间和材料温度的关系分别进行了模拟,得到相应的理论公式,该公式所求得的模拟值与实际值较接近,可用于预测不同放热时间或材料温度下复合相变储能材料的换热能力。     

加入少量R290对R744热泵热水器性能变化的模拟分析

本文针对R744热泵热水器系统,考虑系统部件结构参数,建立了系统仿真模型。利用该模型分析了加入少量R290对R744热泵热水器系统性能变化的影响,发现当加入3%的R290时,相比纯R744装置,系统性能最优,其系统制热系数略有增加,最优放热侧压力稍有降低,并预测分析了该配比下,热汇水出水温度为45℃、50℃、55℃、60℃、65℃时系统主要循环性能。结果表明,在纯质R744中加入少量R290组成混合工质既可以提高系统循环性能,又能降低系统放热侧压力。     

水冷涡旋式冷水(热泵)机组应用R32及R410A性能对比实验研究

依据GB/T18430.1-2007、GB/T19409-2013规定的名义制冷工况、名义制热工况、部分负荷工况、最大负荷工况、低温工况等,分别对R32和R410A的空调系统做了性能测试。从实验测试结果可以看出:R32冷媒的换热性能略差,R32冷媒机组比R410A机组的制冷量和制热量降低5%左右,功率上升6%~9%,COP降低1%~4%。在国标规定的各种工况下,机组运行温度,排气温度在允许的范围之内。     

光储联合系统中储能电站的能量管理

为提高储能设备利用率,实现储能电站能量的合理管理,以浙江地区某光伏电站配置的MW级储能电站示范工程为背景,针对现有单应用模式下储能装置容量和功率存在富余的特点,文章提出了一种平抑波动和分时电价相结合的储能装置控制方案。根据光伏出力特点,在光伏波动较强时进行光伏波动平抑,在光伏出力较弱时,根据储能装置剩余容量(state of charge,SOC)的实际情况,结合当地负荷变化曲线,实施分时电价策略。仿真实验表明,该控制方案维持储能设备SOC在合理范围的前提下,能及时平抑白天光伏的波动。同时在一定程度上实现了对负荷的削峰填谷,提高了储能设备利用率,实现了储能电站能量的合理管理,为项目后续示范应用提供了理论依据与技术支撑。     

风电与多能源储能联合调峰多场景动态鲁棒优化模型

针对大规模风电出力的随机性和不确定性所导致的电网调峰困难及成本高的问题,在考虑电池储能与电锅炉等装置的能源储放特性的基础上,提出了电-热多能源储能系统架构;基于风电出力不确定性而进行调峰多场景划分,为提高电热多源储能系统在多场景下的运行经济性,建立了风电与电热多源协调储能的鲁棒优化模型,并利用多目标进化算法进行求解。文章通过仿真验证了所提出的模型与电池储能系统具有更优的运行经济性与鲁棒性,能够有效地应对大规模风电波动下的调峰难问题。     

武汉某办公楼地源热泵系统能效测评

通过对某办公楼地源热泵系统的短期测试与长期监测,分析了影响系统能效的主要因素,得出了该热回收热泵机组的部分负荷制冷性能系数低于额定工况下的制冷性能系数,热泵系统能效比略高于常规机组系统能效比下限值2.4,得出了夏热冬冷地区实际累计采暖+卫生热水热负荷大于累计冷负荷,增量成本的实际回收期高于预测回收期。建议夏热冬冷地区采用三工况(制冷、制热、热回收)地源热泵系统,可不设辅助冷却系统。     

相变储能地板在建筑节能领域中的应用

相变储能地板能够储存和释放大量的潜热,削减供热系统的负荷峰值,起到建筑节能的作用.相变储能地板的传热过程复杂,其热性能受到许多因素的影响.基于各类文献资料进行研究,从相变储能地板的热性能角度出发,对其影响因素的种类、影响规律及研究方法进行了分类汇总,阐述了模拟研究和实验研究两种研究方法的特点.     

基于火灾事故树模型的储能锂离子电池安全性检测方法与验证北大核心CSCD

规模化储能应用对锂离子电池提出了更高的安全性需求,充分挖掘储能用锂离子电池安全性检测技术对提升电池安全性能具有重要意义。GB/T 36276—2018《电力储能用锂离子电池》作为我国首个储能电池国家标准,其中规定的安全测试条款是否科学合理,检测方法是否可行亟待验证。本文基于储能锂电池安全事故触发因素,将火灾发生的必要因素通过火灾事故树原理层层分解。再利用布尔代数算法进行模拟,提出储能电池安全检测项目,与国家标准GB/T 36276—2018进行对比分析,验证了现行国家标准条款的科学合理性。最后基于试验平台,选用三元锂、钛酸锂、磷酸铁锂及锰酸锂等不同体系储能用锂离子电池开展了14种安全检测试验,对提出的测试项目进行试验验证。国内外首次验证了国家标准GB/T 36276—2018中安全测试条款的操作性和可行性,也为国家标准GB/T 36276新版本的修编提供了依据和数据支撑。     

动力电池梯次利用储能系统电热安全研究现状及展望

动力电池梯次利用储能系统电热安全已经成为系统大规模建设推广的关键影响因素,亟待构建完善的动力电池梯次利用储能系统电热安全管理体系、研究系列安全管理方法、制定系列安全标准。空间上需要建立梯次电池单体、模组、系统整体全方位的电热安全管理方案;时间上需要建立电池筛选、系统构建、系统运行的安全操作策略;流程上需要建立安全风险识别、评估、安全预警分析、预案决策、执行的电热安全管控流程。本文对梯次电池储能系统的电热安全风险诱发机理和安全技术的最新研究进展进行了分析,梳理了梯次电池应用储能的政策标准、示范工程及储能电站事故;从梯次电池储能系统的单体、模组、系统三级分析了安全事故风险诱因;从电热两个层面,分析了相关安全保护技术的先进性和局限性;并对未来动力电池梯次利用储能系统在相关应用政策、安全风险机理研究、安全管理技术研究三个方面提出了建议。     

云储能模式下分布式用户虚拟储能需求评估

采用分布式储能技术可以改变能量的时空分布,提高配电网消纳分布式能源的灵活性。传统储能模式下储能成本过高、储能资源利用率低,而云储能是一种能够响应分布式储能需求的新型商业模式。文章考虑负荷、可再生能源出力、分时电价以及虚拟储能价格等影响用户虚拟储能需求的因素,建立了云储能模式下分布式用户虚拟储能需求配置优化模型。为验证该模型的有效性,选取社区内14个典型用户为分析对象。算例分析表明,与传统储能模式相比,云储能模式下用户的虚拟储能容量及功率需求分别降低了18.2%和7.1%,年化成本降低了4.12%,储能资源利用率提升了8.12%。因此,云储能模式具有很好的应用前景。     

基于逆向需求响应的风力发电与储能式空调负荷的调度模型研究

为有效降低电网的弃风率,提出利用储能式负荷可调控吸纳电能的特性,将风力发电和储能式负荷的电力供需关系逆向对调,让风力发电的出力为需求侧"负荷";在"负荷"随机变化波动下,建立以储能(冷/热)式负荷为供应侧"电源"实时满足供应的调度模型,以此让风力发电机组与储能式负荷平稳运行,消纳风力发电的电能。最后,以空调式储热、储冷负荷为例,在需求响应下,仿真验证该模型的可行性;同时验证在该调度模型下,可将风力发电场的弃风率降至10%以内。     

地板下送风式相变蓄热电采暖系统

提出了一种利用定形相变材料蓄存夜间廉价电热，并能控制放热速率的地板下送风式相变蓄热电采暖系统。可有效利用夜间廉价电并提高室内环境热舒适性，搭建了应用此采暖系统的实验房间，测量了系统和室内空气的温度变化，分析了此采暖方式的使用效果。结果表明，该系统蓄放热性能较好。白天的电热负荷全部转移到夜间低谷电价时段，白天供热量可借送风量调节，冬季采用该系统供暖可满足热舒适的要求。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

考虑电气转换及储能一体化的SOFC热电联供技术优化

当前热电联供技术优化方法,仅分析储能和发电装置的关系,导致优化后的热电联供技术,在环境温度和负荷率影响下,热电联供热力性能较低,为此提出考虑电气转换及储能一体化的SOFC热电联供技术优化。分析电堆电化学反应,确定SOFC产生的能源指标;依据SOFC电堆电化学反应计算结果,建立电气转换及储能一体化的SOFC热电联供系统模型结构,根据SOFC热电联供系统运行流程,分析SOFC发电装置、储能设备、热能处理设备之间的工作互通关系;基于分析结果,确定OFC热电联供技术优化目标,设计目标函数和最大装机容量约束并求解,实现SOFC热电联供技术优化。实验结果表明：在环境温度和负荷率影响下,考虑电气转换及储能一体化的SOFC热电联供技术优化方法,优化后的热电联供热力性能更高。