储能原理与技术
西安交通大学多相流国家重点实验室 2013.9 西安
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主要章节
➢ 1、绪论
➢ 2、储能技术原理
➢ 3、储能材料的基本特性
➢ 4、冰蓄冷空调技术及应用
➢ 5、电能储存技术及应用
➢ 6、热能储存技术及应用
➢ 7、气体水合物储能技术及应用
➢ 8、化学储能技术及应用
➢ 9、其他储能技术及应用
们直接影响到全球气候的变化。全球排放的二氧
化碳中95%以上来自于化石能源的燃烧。煤、石
油、天然气等化石燃料是当前人类使用的主要能
源。因此，节能、改变能源结构、开发新能源就
成了人们的重要选择。
我国能耗高：单位GDP能耗、高耗能产业结构、
以及技术落. 后。
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1.1 气候变化与能源效率
开发利用新能源如太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能 等，是人类应对气候变化的又一重要措施。 但由于目前它们的利用成本太高，使用规模 和范围受到很大限制，广泛使用还需时日。 其中一个重要原因是这些不稳定能源需要先 进的储存技术，才能稳定输出。
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第一章 绪论 1 气候变化与能源效率 2 储能技术及其应用 3 储能技术发展状况与展望
了解储能基本概念和储能技术的应用场合。掌握能量 储存主要方法和储能系统的评价指标。了解储能技术发展 的历史及前景。
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第二章 储能技术原理
1 能量转换原理
2 热机的原理
3 热能储存技术
4 化学能储存技术
5 电能储存技术
要求掌握蓄冷空调系统设计方法，了解蓄冷系统发展方向 。掌握蓄冷空调原理及运行方式。
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第五章 电能储存技术及应用 1 抽水蓄能的应用 2 超导储电能技术的应用 3 电容器储能技术的应用 4 压缩空气储电技术的应用
要求掌握抽水蓄能技术、超导储电技术、电容器 储能技术、压缩空气储电技术的工作原理、技术特点 、发展现状和应用场合。
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1.1 气候变化与能源效率
虽然利用天然气、水电等清洁能源可以减 少排放，但应对气候变化的出路是新能源 技术上的突破。
只有当太阳能等新能源的生产成本大大降 低，价格可以和煤、石油、天然气等石化 能源有竞争优势时，温室气体排放引起的 气候变化问题才能得到根本解决。
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1.2 储能技术及其应用
1.2.1 什么是储能?
储能(energy storage)，又称蓄能，是指使能量转化为在自 然条件下比较稳定的存在形态的过程。它包括自然的和人为 的两类：自然的储能，如植物通过光合作用，把太阳辐射能 转化为化学能储存起来；人为的储能，如旋紧机械钟表的发 条，把机械功转化为势能储存起来。按照储存状态下能量的 形态，可分为机械储能、化学储能、电磁储能（或蓄电）， 风能储存、水能储存等。和热有关能量储存，称为蓄热。
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能源定义
(1)具有作功能力的资源 (2)可直接或间接转化为人类所需的有用能
能源分类
(1)一次能源的定义
1)现存于自然界中的原(初)始能源
2)未经任何加工或转换
(2)二次能源
1)一次能源经过加工或转换后的能源
2)主要包括：电能、热能、汽油、二甲醚、氢能等
其中，电能是最重要的二次能源
(3)终端能源——扣除初始能源在加工、转换、输送、存储过程中损失或
6 气体水合物储能技术
掌握能量转换的基本原理和热机工作原理。了解热
能、化学能、电能储存技术的基本原理和技术特点。了
解气体水合物储能技术特性。
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第三章 储能材料的基本特性
1 相变焓差与相平衡、相变过程特性
2 气体水合物的特性
3 水、冰及水合盐的特性
4 高分子储能材料的特性
5 储能材料的热物性及测定方法
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第六章 热能储存技术蓄热技术的应用
4 几种蓄热系统的实现方法
5 蓄热系统用于北方供暖
要求了解热能传递的基本方式和相应特点。了解显
热储能、潜热储能、化学反应储能的特点。了解蓄热技
术的一些应用实例。掌握几种蓄热系统的实现方法。了
解蓄热系统在北方供暖中的应用并掌握设计计算方法。
6 储能材料的遴选原则及常用材料介绍
要求掌握相变焓差的基本计算原理，了解相图意义及相
率概念。掌握相变过程特性。了解气体水合物、水、冰及水
合盐的特性。掌握高分子储能材料的特性。了解储能材料的
热物性及测定方法，掌握储能材料的遴选原则及常用材料特
性。
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第四章 冰蓄冷空调技术及应用 1 发展蓄冷空调的效益分析 2 空调蓄冷方式及其技术 3 空调蓄冷系统运行方式 4 蓄冷空调系统设计方法 5 蓄冷空调发展
能 源
二甲醚(CH3OCH3)、乙醇
氢能
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中国能源发展战略 基本框架 节能效率优先， 环境发展协调， 内外开发并举； 以煤炭为主体、 电力为中心， 油气和新能源全面发展； 以能源可持续发展和有效利用 支持经济社会的可持续发展
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1 绪论
1.1 气候变化与能源效率
人类每年释放到地球的二氧化碳有350亿吨，它
自用能量之后，直接提供给用户. 使用的有用能。
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化石燃料
一次能源
可再生能源
能
源
核能
分
类
电能
二次能源
热能
合成燃料
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化石燃料
一
次
核
能
能
源
可再生能源
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固体燃料
液体燃料
常 规
气体燃料
能
核裂变能
源
核聚变能
水能
太阳能 风能
新 能
地热能 源
海洋能
生物质能
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热能
电能
最重要 应用最广
二
次
汽、热水
第九章 其他储能技术及应用 1 气体水合物储能技术及其应用 2 储能技术在日常生活中的应用 3 储能技术在交通运输中的应用 4 储能技术在新能源生产中的应用 5 储能技术在建筑节能中的应用
了解气体水合物储能技术原理及其应用特点。了解储能 技术在日常生活、交通运输、新能源生产和建筑节能中的应 用及发展趋势。
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第八章 化学储能、氢能制备储存技术及应用 1 化学能 2 化学能与热能的转换 3 化学能与电能的转换 3 燃料电池 4 化学能储太阳能 5 高分子换能材料 6 氢能制备与储存
了解化学能特点及计算方法。掌握化学能与热能转换、化 学能与电能转换的基本原理和特点。了解燃料电池工作原理及 其种类。掌握化学能储太阳能的基本原理和技术特点。了解高 分子换能材料的特点。了解氢能. 制备与储存的技术发展。 10
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第七章 气体水合物储能技术及应用
1 气体水合物性质
2 气体水合物蓄冷现状
3 气体水合物蓄冷工质选择
4 气体水合物相平衡
5 气体水合物反应动力学
6 气体水合物蓄冷系统应用
7 水合物蓄冷中试
要求了解气体水合物性质及蓄冷现状。掌握气体水
合物蓄冷工质选择、相平衡、反应动力学原理。了解
气体水合物蓄冷系统布置方式。