1598005384-f9c00b8492d7f4330216974bac4e6cb9 (Солнечные электрические станции. Р.Б. Ахмедов, И.В. Баум, В.А. Пожарнов, В.М. Чаховский, 1986u), страница 16

Тепловея аффектявность ТАМ в. вышеуказанном циапэзогге температур обеспечивалась зз счет теплоемкости и теплоты фазового перехоцз и состевлялз 410 к((ж/кг, На втой модели исслецовелись режимы заряцки/ Разрядки при постоянном уровне теплоперецвчи н при циклических режимах с имитацией теплопроизвопительности гелиосисте мы по времени суток.

Нз разработанной математической моне ли получены были результаты, которые были сопоставлены с экспе11гглгентэльньгми цзнггьгыи. Разработкой математической мо- дели преследовалась цель отработки постоверного инструмента, позволяющего производить расчеты характеристик АТ подобно типа, не прибегая в пальнейшем к эксперименту.

Нв СЗС Епге!юэ электрической мощностью 1 МВт используется двухступенчатый аккумулятор, в основе которого сочетаются характерные черты японской ТАС и АТ компании 1(дг пп Сеогд(а Тесйпо!оду (США). В первой студени ЛТ и качестве ТАМ используется вода под давлением, а в ступени перегрева - расплэв солей Нйес. Принцип работы ТЛС состоит в слецуюшекь Вона из основной ступени АТ преобразуется в пар, который перегревается во второй ступени, отби-' рая тепло от расплава соли.

Особенность второй ступени - холопный и горячий расплавы соли содержатся в отдельных баках. Твкой ЛТ обеспечивает рвботу СЭС в течение 0,5 ч (104). В ведении университета штата Аризона (США) находится ТЛС, которвя работает в интервале температур от 200 цо 288оС и обеспечивает выдачу электрической моцгности 150 кВ в течение 6 ч. Эта ТАС, как и другие рэзработки, нацелена на отработку в лабораторных условиях многобаковой системы с мвспом и ЛТ типа ТйеппосНпе. Поспедние проводились на экспериментальном стенде по отработке срецнетемпературных СЭУ с ТЛС в Альбукерке. ТЛС имеет тэплопроизводительность 0,86 МВт ° ч, Каждъгй из трех одинаковых баков может иопользовагься в качестве горячего или холодного.

На атягй ТАС проведена программа испытаний по изучению тепловых потерь и отработке методов контроля при перекачке ТАМ иэ опного бака в пругой. Там же исследовалась ТАС типе Тйегаос1(пе. Первонвчально оценивалась теплопровоцность стенок сосуда из низкоуглероцистой стали цля хранения горячего и хододного ТАМ.

Обнаружено, что проводимость стенок при толщине 2,5 см вызывает большие тепловые потери и быструю пеградапию ТйегшосНпе. В 1980 г. старый бак был зэменен новым с толщиной стенки 0,48 см. Теплопроизводительность этого ЛТ составляла 0,21 МВт . ч. Причем бак был оборудован аппаратурой ддя регистрации тепловых потерь и снятия характеристик Тйегшос!гпе. Испытания были зввершены в 1981 г., а его результаты внесены в конструкто ский справочник (1041. Однокомпонентные системы типа Тйегшос!(пе были устэновлены на СЗУ (многоцелевой) в Шенандоа и СЭС в Лльме-. рии. На СЗУ в США первоначэльно планировапось применить 80 11-1 61 АТ, в котором при зарядке или разрядке масло просачивается через аккумулирующий слой, отдает ему тепло и затемотбирэет его.

Достоинство такой истемы в том, что в ней испопьэуется относительно дешевое твердое тело, а масло выполняет тоньке функции теплоиоситепя. Оцнако опенка стоимости и уровня развития технологии привела к снижению емкости ТЛС и к выбору в АТ опнокомпонентного ТйегаосНпе. Объем АТ обеспечивает функционирование СЗУ в течение 1 ч. В коплекторе и' АТ используется в качестве теплоносителя кремнийорганическое масло (Яу1гйегш -800) в циадазоне температур от 260 по 399 С.

В проекте СЗС в Альмерии предусмотрены пва мопуля апектрической мощностью по 0,5 МВт кэждый, На опном из них испопьзуготся охлажцэемые маслом пэрабопопилинцрические коплекторы, в на другом - охлэжцаемъгй натрием 11Т. На первом модуле масляный АТ типа Т~гепиосНпе работает в диапазоне температур от 225 до 295 С, иа другом теплоемкостный АТ на натрии работает от 275 до 530 С, причем хопоппъгй и о горячий натрий находятся в разных бамах. Объем обеих эккумулируюших систем обеспечивает работу СЗС нв номинэльном режиме в течение 2 ч. На СЗС ТНЕМ16 в ТАС используется рэсппэв соней Н(гес, которая одновременно явпяется теплоносителем Емкость АТ позвопяет получать енергшо иэ номинальном режиме (электрическая мощность 2,5 МВт) в течение 5 ч. Наибопьшэя темПературв горячей соли (450 С) выбрана ~о сообрэжениям стэбильности и минимального коррозпонного эффекте.

Представленные выше данные об основнык характеристиках ТАС, подученных по итогам экспериментапьиых исснедований, поаэсаини рэзработать и создать вккумупируюшие системы дпя ряде экспериментальных СЭС, многие из которых уже вош ли в строй и успешно эксплуатируются, в том числе благодаря надежной работе ТАС. Зти данные показывэют, что на первых СЗС получили наибольшее рэспространение теплоемжостйые АТ из-за простоты их изготовления и экстптуатэции. В последние годы интенсивьо ведутся работы по разработке техиопогин вккумупдреэания энергии иа основе сбратнмых фэ.~овьпг превращений, которая рассматривается как перспективное Направпение создания эффективных ТАС 4 4 Состоя ие азвития технолог и те оа ли ова в а ений и те оа ли шие ос ове азовых В результате успешного применения енергоустаноеок с использованием ТАС на основе материалов с обратимыми фвземи (МОФ), особенно в Великобритании и ФРГ, в послецние гопы активно начались работы по изучению, созданию и внецренню ТАС нз основе фазоизменяюших материалов в США, Японии и цругих странах.

Так, провецены многочисленные исслецовзния АТ для абае новзпия технологических и экономических условий их эксплуатации. Во Фрянции, в частности, изучались характеристики АТ емкостью 200 кВт ' ч с использованием солнечной энергии при температуре рабочего агента 150аС. Были измерены теплофизические пвраметры и скорости фазовых превпоащений легкоплэвких материалов в прецелах от 100 цо 150 С [111]. Для СЭС ТНЕМ!3 провецены экспериментальные испытания, АТ, в котором в качестве .ТАМ использована смесь солей (53% КХО + 40%НаН01 + 7%ХаХОЗ) !]ель исслепова- 3 ний - опрецеление стабильности расплава солей и влияние их нв коррозионную стойкость стали, из которой выполнен АТ, в также выявление цинамических и статических характеристик его работы.

Экспериментальная установка пля изучения элементов АТ включэла електронагреватель мощностью 150 к теплообменник типа возцух — респлвв солей, металлические беки и другие элементы, вюпочая 2000 кг рвсплава солей [26]. В работе ]20] рвссмотрены особенности технических характеристик ТАМ, температурные облвсти применения различных ТАМ для АТ, испальз)емых в различных отраслях промышленности: 100-250, 250-600 и более 600 С. Изложены результаты исследований хврактеристик ТАМ цля температурного диапазона 100-250 С и прецставлены данные 76 о перспективных ТАМ в интервеле теъшератур 100-500 С, Кроме того, привопятся массовый и малярный состав, температура плавления, плотность энергии и цругие 'характеристики.

Даны тзкже свепения о конструкции АТ с ТАМ' — полиэтиленом высокой плотности в капсулах диэметром 4 и высотой 450 мм, упакованных в емкость циаметром 600 и высотой 2000 мм, общей массой 260 кг, энергоемкостью 30 кВт чт с ТАМ состава С (СН10Н)Ф (ХаОН-КОН, НаОН-!.10Н, !.!ОНКОН), а также конструкции АТ цля температур 250-500 С " с ТАМ нэ основе эвтектических систем НаОН-ХаХОЗ и 82 НаОН-НаНО2~ используемые для выработки электроэнергии в часы пик с выцачей электрической мощности 200 МВт в те- чение 6 ч непрерывной работы. В работе [22] привепен обзор существующих ТАМ, приъю- няемых в АТ с фазовыми превращениями цля интервэла тем- ператур 5~-15, 30-60 и 80-120 С, Даны химический состав, темпертура плавления, теплота фазового превращения и цру- гие парзметры.

Привецены конкретные примеры использова- ния ТАМ составэйа1304 ]ОН10; СаС! 1'6Н10; ХаСН ЗСОО'ЗН10, е также примеры систем и АТ, используемых для концицио- нирования возпуха в помещениях:ТАМ соствва ХаСНЗСОО ЗН10я масса 234 кг, температуре плавления 58 С объем анной 3 емкости 6,88 м, масса 6,1 кг, число емкостей 29, толщи- на теплоизоляции 75 мм, общий размеры 1000 х 2300 х х 1800 мм, общая массе 3070 кг общая теплоемкость 1 3 ° 4 Э ° 10 икал, тепловые нэгрузю~ в летнее время 140, в зим- нее - 390 ккал/ч.

В ряце работ приводятся результаты теоретических и эко- периментельных АФП. В частности, в работе [100] паны вн~ логичные результэты цля температур фазового превращения нв уровне 627-727оС прн уцельной теплоемкости ТАМ 1,25-4,25 ГДж/м . Для солевой эвтектики !.]г (64%)— 3 МКГ (30%) — К г (6%) выявлены следующие теплотехничео- хие параметры: температура плавления - 710 кристэллизе ни о Ф з ц 7 С, уцельная теплота фазового превращения 782 кДж/кг и коэффициент темпера туропровоцности 0,799 ° 10" 6 м2/с.

Р По паиным [25], использование фазовых перехоцов гиц а- тов солей осложняется рядом физико-химических процессов ( е и реохлажцение, неравнавеснае плавление, низкэя теплопро- воцность) цля аккумулирования солнечной энергии. Эти труц- ности решаются в цвух напрввлениях: сознание динамического Процесса за счет вращения цилиндра, заполненного гицратом сали, что позволяет улучшить теплоперецачу и снижает цо минныума расход кристеллизируюшего егента; в статическом процессе зерне крнстэллизаторе рассрепоточиввются по объе- му емкости АТ с помощью стабилизирующей каллоицной структуры и сгустителя.