锰基金属氧化物高温化学储热装置的设计与数值模拟

被引：0

作者：

甘晟池 ^{[1
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祝培旺 ^{[1
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刘意强 ^{[1
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吕洪坤 ^{[2
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侯成龙 ^{[2
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来振亚 ^{[2
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罗仁令 ^{[1
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肖刚 ^{[1
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机构：

[1] 浙江省清洁能源与碳中和重点实验室(浙江大学)

[2] 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

来源：

中国电机工程学报 | 2025年 / 45卷 / 02期

关键词：

太阳能热利用; 化学储热; 储热装置; 金属氧化物; 数值模拟;

D O I：

暂无

中图分类号：

TH122 [机械设计]; TM615 [太阳能发电];

学科分类号：

0807 ;

摘要：

金属氧化物储热可与太阳能空气布雷顿发电系统结合，实现高质量发电和快速调峰调频。为满足空气布雷顿发电系统对储热装置的运行调节需求，构建了储热装置耦合流动换热和化学反应的数值计算模型，模拟与实验结果最大相对误差不超过6.2%。基于数值模型对一台锰基金属氧化物储热装置进行数值模拟，结果表明，储热装置等温线和等反应速率线均呈抛物线型，不同位置的温度曲线在还原和氧化反应温区分别出现“平台”区域，区域高度和长度受升降温速率影响。相较于纯显热储热部分，热化学储热装置的总储热容量提升了61.4%。研究结果可为太阳能空气布雷顿发电系统中金属氧化物储热装置设计和运行调控提供参考。

引用

页码：626 / 638

页数：13

共 29 条

[1] 基于Mn_2O_3/Mn_3O_4体系的太阳能储能材料物理化学特性研究.[D].邵娜.浙江大学.2019, 06
[2] 基于金属氧化物的太阳能热化学储能试验研究.[D].杨光伟.浙江大学.2018, 06
[3] Recent Advances in Energy Storage Systems for Renewable Source Grid Integration: A Comprehensive Review.[J].Worku Muhammed Y..Sustainability.2022, 10
[4] Critical review of thermochemical energy storage systems based on cobalt; manganese; and copper oxides.[J].Han Xiangyu;Wang Liang;Ling Haoshu;Ge Zhiwei;Lin Xipeng;Dai Xingjian;Chen Haisheng.Renewable and Sustainable Energy Reviews.2022,
[5] Solid-gas thermochemical energy storage strategies for concentrating solar power: Optimization and system analysis.[J].Peng Xinyue;Bajaj Ishan;Yao Min;Maravelias Christos T..Energy Conversion and Management.2021,
[6] Self-Assembled Structure Evolution of MnFe Oxides for High Temperature Thermochemical Energy Storage..[J].Xiang Duo;Gu Changdong;Xu Haoran;Xiao Gang.Small (Weinheim an der Bergstrasse; Germany).2021, 29
[7] Recent Advances in Thermochemical Energy Storage via Solid–Gas Reversible Reactions at High Temperature.[J].André Laurie;Abanades Stéphane.Energies.2020, 22
[8] Reduction of iron–manganese oxide particles in a lab-scale packed-bed reactor for thermochemical energy storage.[J].Marziyeh Hamidi;Vincent M. Wheeler;Xiang Gao;John Pye;Kylie Catchpole;Alan W. Weimer.Chemical Engineering Science.2020,
[9] Effective thermal conductivity of a bed packed with granular iron–manganese oxide for thermochemical energy storage.[J].Marziyeh Hamidi;Vincent M. Wheeler;Peter Kreider;Kylie Catchpole;Alan W. Weimer.Chemical Engineering Science.2019,
[10] Solar Energy on Demand: A Review on High Temperature Thermochemical Heat Storage Systems and Materials
Carrillo, Alfonso J.
Gonzalez-Aguilar, Jose
Romero, Manuel
Coronado, Juan M.
[J]. CHEMICAL REVIEWS, 2019, 119 (07) : 4777 - 4816

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