相變儲(chǔ)熱材料層

　　該研究團(tuán)隊(duì)在一篇論文中描述道：“這個(gè)新型儲(chǔ)熱系統(tǒng)概念的關(guān)鍵在于組成相變儲(chǔ)熱材料層的填充物，它們的熔融溫度與整個(gè)系統(tǒng)儲(chǔ)熱與放熱時(shí)的溫度變化范圍非常吻合。”

　　這種新型儲(chǔ)熱系統(tǒng)是在開(kāi)發(fā)一個(gè)叫做LTES（潛熱儲(chǔ)存）軟件時(shí)被意外發(fā)現(xiàn)的，該軟件將由加泰羅尼亞大學(xué)附屬公司TermoFluids于2015年進(jìn)行商業(yè)化發(fā)布。

　　LTES和STES（顯熱儲(chǔ)存）軟件是專(zhuān)門(mén)為熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)提供建模的軟件，它們的開(kāi)發(fā)工作目前正在以一個(gè)工作包的形式通過(guò)名為T(mén)esconsol的項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)發(fā)。Tesconsol項(xiàng)目是一個(gè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，參與方有瑞典皇家理工學(xué)院、道達(dá)爾（Total）石油公司、加泰羅尼亞理工大學(xué)、西班牙天然氣公司和西班牙Tecnalia研究院。

　　利用這兩個(gè)軟件可以使研發(fā)人員在虛擬條件下模擬不同類(lèi)型儲(chǔ)熱系統(tǒng)的性能曲線(xiàn)，幾乎可以達(dá)到完全仿真的效果。

　　加泰羅尼亞大學(xué)Carlos-DavidPérez-Segarra教授表示：“接下來(lái)，我們團(tuán)隊(duì)將深入分析該種儲(chǔ)熱系統(tǒng)的流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題、傳熱問(wèn)題以及張力和變形等機(jī)械方面的問(wèn)題。事實(shí)上，我們對(duì)于將其利用到太陽(yáng)能領(lǐng)域特別是光熱發(fā)電方面非常感興趣。很重要的一點(diǎn)是：我們可以研發(fā)出先進(jìn)的仿真代碼，它們可以忠實(shí)地再現(xiàn)特定條件下的實(shí)際情況。”

　　據(jù)了解，LTES和STES軟件可以將光熱發(fā)電儲(chǔ)熱罐內(nèi)部的實(shí)際運(yùn)行情況通過(guò)已經(jīng)驗(yàn)證的可靠的計(jì)算公式完整地描述出來(lái)。談到STES軟件，Perez-Segarra表示：“目前這些仿真代碼都已經(jīng)通過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證。”

　　除了可以幫助研發(fā)出新型的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，這些軟件還可以幫助研發(fā)人員大大提高現(xiàn)有儲(chǔ)熱系統(tǒng)的效率。例如，這兩個(gè)軟件可以提示人們哪些熱損是可以避免的，而且它們的功能還不僅僅局限于此。

　　安全性和可靠性

　　在某些情況下，它們還可以用來(lái)幫助提高整個(gè)儲(chǔ)熱系統(tǒng)的安全性和可靠性。例如，在SolarPACES2014年會(huì)議專(zhuān)門(mén)介紹該軟件的一篇論文中提到，該研究團(tuán)隊(duì)利用LTES軟件解決了傳統(tǒng)儲(chǔ)熱系統(tǒng)溫躍層中被稱(chēng)為熱棘輪效應(yīng)的難題。

　　目前，在需要反復(fù)加熱和制冷循環(huán)的容器底部塞滿(mǎn)填充材料已經(jīng)逐漸成為一種趨勢(shì)。

　　雖然這些填充材料會(huì)給予容器壁一定的壓力，但加泰羅尼亞大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)表示他們可以利用LTES軟件來(lái)預(yù)測(cè)出罐壁所會(huì)受到的最大應(yīng)力。目前他們已將該儲(chǔ)熱系統(tǒng)仿真技術(shù)應(yīng)用到了位于內(nèi)華達(dá)Boulder的由Acciona公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的SolarOne光熱電站的儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

　　Pérez-Segarra表示：“你可以在不同工作條件下利用不同的儲(chǔ)熱系統(tǒng)配置進(jìn)行仿真測(cè)試，也就是說(shuō)你可以把你想測(cè)試的任何工況條件下各種參數(shù)輸入來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)熱效率的仿真模擬試驗(yàn)，比如不同材料的儲(chǔ)罐、不同的傳熱介質(zhì)、不同的運(yùn)行溫度和介質(zhì)不同的粘度等等。”

　　值得一提的是，Tesconsol項(xiàng)目是目前獲得歐洲創(chuàng)新技術(shù)學(xué)院下屬KICInnoEnergy機(jī)構(gòu)（可持續(xù)能源知識(shí)與創(chuàng)新機(jī)構(gòu)）資金支持的唯一一個(gè)光熱發(fā)電項(xiàng)目。KICInnoEnergy是一個(gè)利用公眾基金支持具有巨大潛力的初創(chuàng)型公司的私營(yíng)機(jī)構(gòu)。

　　KICInnoEnergy西班牙伊比利亞分部的總經(jīng)理MikelLasa表示：“已經(jīng)進(jìn)行了4年多的Tesconsol項(xiàng)目可以為儲(chǔ)熱系統(tǒng)提供最佳的優(yōu)化工具。”

　　據(jù)之前發(fā)布的報(bào)道，除LTES和STES軟件之外，Tesconsol項(xiàng)目還在開(kāi)發(fā)一款名為DYESOPT的軟件，其將可以幫助光熱電站開(kāi)發(fā)商和運(yùn)維商找到通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)現(xiàn)電站利潤(rùn)最大化的最佳方案。研發(fā)人員認(rèn)為使用這種優(yōu)化系統(tǒng)可以將該電站的最佳內(nèi)部收益率從5%~10%提高到23%~24%左右。據(jù)了解，DYESOPT的軟件將通過(guò)一段時(shí)間的使用來(lái)不斷改善其適用性，與LTES和STES軟件一樣，該軟件預(yù)計(jì)也將在2015年投入商業(yè)化應(yīng)用。