相变材料在太阳能热水系统中的应用研究综述
2018-09-21李晓滨程远达赵旭东
太原理工大学学报 2018年5期
李晓滨,程远达,赵旭东,,范 毅
(1.山西省大同市建筑设计研究院,山西 大同 037000;2.太原理工大学 环境科学与工程学院,太原 030024;3.英国赫尔大学,英国 赫尔 HU6 7RX)
面对能源与环境问题日益加剧,开发利用清洁的可再生能源成为了全球关注的焦点[1]。太阳能作为分布最为广泛的可再生能源之一,具有极大的利用潜力。目前较为常见的太阳能利用技术包括:太阳能光伏发电技术、太阳能热电联产技术、光化学反应技术以及光热直接利用技术。其中,太阳能热水系统(solar water heating system,SWHS)是一种较为成熟的太阳能光热直接利用典型技术,占全球80%以上的太阳能热利用市场[2]。然而,受太阳辐照的间歇性和季节性影响,太阳能热水系统还面临着不少问题,制约了其进一步的推广应用[3]。其中,结合建筑用能需求,将收集的光热能源高效合理地存储和释放,是当前太阳能热水系统发展的关键。
另一方面,相变储能技术利用材料的潜热,通过相变的过程可以有效实现能量的存储和释放,近年来在太阳能光热利用领域受到了广泛关注[4]。将相变材料应用于太阳能热水系统,可以从时间维度极大地改善光热利用取决于太阳辐照的局限,同时也显著提高系统的容量空间和光热利用效率。因此,有关各种相变材料在太阳能热水系统中应用的研究日益增多。然而,相变材料与太阳能热水系统的结合,是一个涉及材料化学、光热转化以及建筑能耗分析的多学科交叉问题,目前相关的研究并不完全成熟,而对于其中的热质转换与能量传输过程也并不完全清晰。……
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