相变储能技术在分布式能源中的应用-solarbe文库

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相变储能技术在分布式能源中的应用行业领先的相变温控企业投资收益极高的储能银行互联网能源的热管理专家北京宇田相变储能科技有限公司 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源一、储能技术的概念及物化特征二、储能技术的重要性及必要性三、宇田储能公司及技术概况四、宇田相变储能单元及应用五、宇田系列储能产品开发状况六、宇田储能公司展望目录 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源一、储能技术的概念及物理化学特征能源以多种形式存在，其能级 /质量不同不同形式能源之间转换效率各异，例如电能能级最高，热能能级最低，能量应尽可能根据需要，按质量（级）存储和释放电能热能901003055 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（一）储能技术概况及分类储能技术储电机械储能抽水储能，压缩空气储能等。电磁储能超导储能，电储能等。电化学储能铅酸电池，锂离子电池等。储热显热储能相变储能化学反应储能能源以多种形式存在，其能级 /质量不同，并且有不同应用的需求，所以产生各种各样的储能技术储热是能量型的储能技术 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（二）各类储能技术的市场份额 PHS- 抽水蓄能； CAES- 压缩空气； Lead-Acid 铅酸电池； NiCd 镍镉电池； NaS 钠硫电池； ZEBRA 镍氯电； Li-ion 锂电池； Fuel cell 燃料电池； Metal-air 金属空气电池； VRB 液流电池； ZnbBr 液流电池； PSB 液流电池； Solar Fuel 太阳能燃料电池； SMES 超导储能； Flywheel 飞轮； Capacitor/Supercapcitor 电容 /超级电容； AL-TES 水 /冰储热 /冷系统； CES低温储能系统； HT-TES储热系统。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（三）各类储能技术的物化特征储能技术储能密度 Wh/L 储能周期放电时间规模效率成本 /kWh 寿命年抽水蓄能 0.5-1.5 数小时数月 124小时 1005000MW 6080 4100 40-60 压缩空气 3-6 数分数月 124小时 100300MW 4075 550 30-40 储热 120-500 数分数月 1-24小时 0-200MW 50-95 10-50 20-40 液态空气 10-24 数分数月 124小时 10 200MW 40-90 * 250 30-40 钠硫电池 150-250 数秒数小时数秒数小时 0kW10MW 7590 3002500 5-15 液流电池 16-33 数小时数月数分 10小时 30kW10MW 7585 100300 5-10 超导 0.2-2.5 数分数小时毫秒 8秒 100kW10MW 97 100010000 20 锂电池 200-500 数分数天数秒数小时 0-6MW 90-97 350-2500 5-15 飞轮 20-80 数秒数分毫秒分钟 01MW 9095 10005000 15 超级电容 2-10 数秒数小时毫秒分钟 0500kW 6090 5001000 5 以上比较只是参考，在很大程度上不合理 - 犹如西光与南光比味道，比谁甜；直升机与歼击机比速度；简单的比其实很傻。每种储能技术有其最佳适用范围，试图把某种技术应用到不适合其应用的条件下，往往需要付出的较高的代价或适得其反。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源二、储能技术的重要及必要性工业余热浪费超过 10亿吨标煤 /年电力行业每年煤耗约 20亿吨标煤，一半以上以废热形式排放能量在转换过程中都有损失，能不储就尽量别储为使能量变得有序稳定可控，该储就必须合理储只要把工业余热的 50二次利用起来，就相当于全部新能源产生的能量 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源在日渐兴起的能源互联网中，由于可再生能源与分布式能源在大电网中的大量接入，结合微网与电动车的普及应用，储能技术将是协调这些应用的至关重要的一环，储能环将成为整个能源互联网的关键节点；能源互联网的兴起将显著拉动储能的需求。储能技术的重要性及储能产业的发展前景在能量转化和利用的过程中，供求之间常常存在时间和空间上不匹配的矛盾，能量来源存在间歇性和不稳定性，如电力的峰谷差，工业余热、太阳能、风能、海洋能的间歇性和不稳定性。工业设备、电子设备及生命机体的过冷过热。储能是解决上述问题的根本途径，储能技术是提高能源利用率和实施有效热管理的重要手段。谁先找到较好的商业化模式，谁先达到商业化利用的目标，谁能更好的和 “ 能源系统、热敏感系统 ” 有效结合，谁就是该行业的领跑者和行业标准的参与制定者。储能产业在我国还处于发展的初期阶段，中国将成为全球最大储能市场。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源三、公司及技术产品简介 Ø 致力于基础相变储能材料和标准储能单元的研制，并提供相关储能和环境热管理的解决方案。 Ø 致力于纳微米胶囊技术和智能调温产品的研制，并提供环境和人体温度热管理的解决方案。公司介绍研发内容技术实力合作伙伴 Ø 与国内相关科研单位展开了相变储能技术的研发合作，为相变储能技术的纵深研究提供了理论基础和技术保障。公司研发的基础储热材料从零下 15至零上 800多度，热焓值从 150-1000KJ之间，使用寿命均超过 5000 次以上 ,基本可以覆盖储热的各个温度范畴。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（一）知识产权序号申请专利号名称 1 201520398214.9 一种相变储能单元的密封结构 2 201510316566.x 一种相变储能单元的密封方法 3 201520398538.2 一种即热式相变储能热水器 4 201510296743.2 电热线在相变储能单元中的应用 5 201510296852.4 一种相变储能热水器 6 201520373710.9 一种相变储能热水器 7 201510292654.0 一种相变调温系统及相变调温杯 8 201520367902.9 一种相变调温系统及相变调温杯 9 201520357732.6 调温碗 10 201410401132.5 微胶囊储能组合物及其制备方法 11 201410405815.8 一种相变储能复合微球及其制备方法 12 201410401266.7 一种消除相分离和过冷度的储能材料 13 201410403676.5 一种高效绝热的相变储能系统 14 201510206662.9 一种功能性微胶囊整理复合面料 15 201510199752.X 水溶性无机盐微胶囊及制备方法 16 201510197944.7 一种智能蓄热调温复合面料 17 201510197925.4 多段感温变色的调温织物 18 201520254595.3 一种功能性复合面料 19 201420461048.8 一种高效绝热的相变储热系统 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 20 2015104387198 一种吸湿透气智能调温鞋材 21 2015104387431 一种隔热调温里料 22 2015104387450 一种苯并噁嗪树脂包覆的水溶性盐微胶囊及其制备方法 23 2015104387484 具有相变调温功能纺织品的检测方法及检测装置 24 2015205406219 用于检测具有相变调温功能纺织品的检测装置 25 2015204648329 一种相变储能扩容水箱 26 2015204648348 一种套管式相变储能单元 27 2015106300470 一种热湿智能调节面料及其制备方法 28 2015106116792 一种智能调温母粒及其制备方法 29 2015207808917 快速调温恒温碗北京宇田相变储能科技有限公司现申请和授权 29项国家专利，其中大部分为发明专利。专利内容基本涵盖了相变储能基础材料、储热材料的配方及研制工艺，以及相应的应用解决方案。随着技术的不断升级和创新，公司将继续申请国内和国际专利，以便形成专利集群效应来保护公司技术及技术产品。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（二）有机、无机及复合相变材料技术参数 NO. 温度（ ℃ ）热焓值（ KJ/Kg） NO. 温度（ ℃ ）热焓值（KJ/Kg） NO. 温度（ ℃ ）热焓值（KJ/Kg） U1 -15 290 U12 40 190 U23 71 213 U2 -10 287 U13 43 177 U24 74 215 U3 -6 226 U14 47 214 U25 80 289 U4 -3 254 U15 48 186 U26 118 340 U5 1 295 U16 51 176 U27 166 272 U6 7 188 U17 54 185 U28 188 323 U7 21 157 U18 55 183 U29 225 369 U8 24 175 U19 56 216 U30 300 500 U9 26 184 U20 60 254 U31 450 600 U10 27 190 U21 63 204 U32 600 800 U11 32 193 U22 68 218 U33 800 950 公司研发的基础储热材料从零下 15至零上 800多度，热焓值从 150-1000KJ之间，使用寿命均超过 5000次以上 ,基本可以覆盖储热的各个温度范畴。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 1. 静态阶段对相变材料关键参数进行初步筛选，对潜在材料改进。 3. 寿命试验模拟材料在实际应用环境条件下的热循环，以检验材料热稳定性和寿命。 2. 动态阶段对相变材料生产工艺条件展开摸索，并对配方及工艺进行改进 4. 实际生产对相变材料展开中试生产，各项指标测试合格后，进入批量化生产。（三）科学严密的研发流程经历以上四个阶段后，才能得到热力学稳定、寿命长的材料。与国内相变材料领域的其他公司相比，我们对材料有着较为深入的理解和全面的把握，这种对材料研发的优势将会对后续应用开发提供保证。科学化系统化流程化 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源四、公司标准相变储能单元封装在中大型容器中，其能量的储存和释放通过自身封装容器或换热器来完成。储能单元和传统的载热介质组合在一起，既提高传统载热介质的储能量，又利用了传统介质的换热优良性。用化学法包裹成纳米和微米级的储能胶囊，实现相变储能的精细化应用。储能单元通过多种封装技术将相变材料进行包裹，并结合自主研发的绝热和传导材料，得到了三种不同类型的相变储能单元。微型储能单元中大型储能单元复合型储能单元 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（一）储能单元的优势标准储能单元可与热能应用系统无缝连接，每种单元能够以 “ 搭积木 ” 的方式进行累加，从而进行热能储存的大量扩容。 1 2 3 实现了相变储（释）能的可控化和可量化，使能源利用更加高效。储能单元像搭积木一样可以累加，最大储能量可达 100MW。储能系统与应用系统可无缝连接，实现互联互通。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源储能单元低温领域疫苗、冷藏运输低温蓄冷电子产品低温保护常温领域智能调温纺织品工业电器热保护建筑领域生命机体保护中高温领域太阳能、电储能热水器水箱热量扩容器电力谷价蓄热高温领域工业余热储存光风弃电蓄热供暖太阳能高温储存（二）储能单元应用分类 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源五、公司系列储能产品开发状况 1. 相变调温助剂和智能调温穿戴 2. 绿色建筑相变调温材料 4.工业低品位余热阶梯蓄热整流站 /移动蓄热 3.谷电相变蓄热供暖系统 5、包含大容量储热的电 --热联合系统 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源加入相变材料加入壳材反应包覆（一）宇田相变调温助剂 --调温微胶囊将相变材料封装在微纳米级的胶囊中，实现材料的微小单元化和反应可控化，拓宽了材料的应用领域。微小单元可方便进入纺织品内部或纤维中，使得智能调温穿戴的加工生产成为可能。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源海湾战争中，沙漠气温高达 40到 50℃ 军舰的甲板上，正午时甚至能达 60℃ 号称武装到牙齿的美军士兵如何抵抗月球表面温度低温 -50 到 -125℃ 高温 120 到 180℃ 宇航员如何抗衡剧变的温度 1. 调温材料的研发背景 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 2. 调温纺织品的工作原理体表温度降低时，调温织物释放已储存的热量，避免体表温度波动较大。体表温度过高时，调温织物吸收储存体表散发的多余热量。微胶囊微胶囊吸热放热 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源我们将微型储能单元与织物相结合，通过纺丝、涂布、印花等后整理工艺，成功开发出舒适性调温纤维、面料、服装等产品。目前，已经实现中试规模生产。 3. 纺丝及后整理工艺路线纳米微型单元微胶囊调温助剂涂布后整理调温布料与纺丝液混合纺丝调温粘胶纤维智能调温穿戴 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 4. 智能调温提高织物的舒适性对皮肤和衣服间的微环境温度进行智能调节，降低燥热，提高舒适感。智能调温产生热屏蔽效应，使人体热能不会随外界温度突变而随意损失或增加，持续保证最舒适人体温度。恒温效应柔软舒适，透气性能好，使用体感好。舒适性高可水洗、机洗，清洁方便，可长期反复使用。耐用性强长期使用 YOTO E.S.智能调温穿戴，可有效调节人体温度波动，减少不舒适感，增强人体对环境温度突然变化的抵抗能力，有益身体健康。另外，可缓解因环境引起的体温过冷过热，提高舒适感，增强不同工作环境的适应性，有益提高工作效率。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源梭织印花梭织转移涂层针织复合面料梭织平涂床上用品、衬衫羽绒服、户外用品棉衣、运动服外套针织印花内衣、紧身裤 5. 后整理工艺及面料产品调温黏胶（天丝）调温母粒（耐高温）调温纱线（涤纶丙纶）调温絮片（中空涤纶）调温鞋垫植入硅胶调温垫层（后整理到衬布） YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 YOTO 智能调温穿戴正装家居运动户外床上用品外套鞋品内衣 6. 应用及展望 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源特殊装备军服潜水医疗冷库劳保消防防护 YOTO 智能调温穿戴智能调温穿戴 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源（二）绿色建筑 - 相变自然调温节能相变储能单元可与砂浆、地板、墙体、天花板等相结合，其中的相变材料可通过昼夜温差进行储存与释放热量，使室内保持人体感觉较为舒适的温度。也可以在室内温度波动较大时，吸收或释放室内热量，起到调节室内温度的作用。现阶段 , 人们关心比较多的新能源是太阳能 ,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量 , 较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾 ,有效地提高了能量的利用率。同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定 ,能够用于调控周围环境的温度 ,并且能重复使用。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 1、相变节能建筑墙体材料及调温效果有 /无相变材料的室内温度波动对比图 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源 2、相变材料在建筑节能中的嫁接方式 1、相变蓄能墙体结构将相变材料掺入到现有的建筑材料中 , 制成相变蓄能围护结构 ,可以大大增强围护结构的蓄热功能 , 使得少量的材料就可以储存大量的热量。由于相变蓄能结构的储热作用 , 建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱 , 作用时间被延迟 ,从而可以降低建筑物供暖、空调系统的设计负荷 , 达到节能的目的。 2、相变供暖储能系统相变蓄热的地板辐射供暖系统所需热媒的温度较低 ,热舒适性好 , 是适合于太阳能集热器、热泵等作为热源的理想供暖方式。 3、相变空调蓄冷系统夜间电价低时 , 空调系统通向房间的送风阀关闭 ,空气在天花板和楼板之间的吊顶空间内循环流动 ,冷却天花板和楼板 ,楼板中的相变材料发生相变以蓄存冷量 ; 日间送风阀打开 , 空气被楼板冷却后送到空调房间内 ,满足房间负荷的需要。同常规的吊顶空调相比 ,采用相变储能的吊顶送风方式房间内不会出现峰值负荷 ,比较经济。 YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源时间 2300-700 700-1000 1000-1100 1100-1300 1300-1500 1500-1800 1800-2000 2000-2100 2100-2300 电价元 /kwh 0.3019 0.7175 1.1583 1.2653 1.1583 0.7175 1.1583 1.2653 0.7175 时段低谷平段高峰尖峰高峰平段高峰尖峰平段（三）谷电蓄热供暖势在必行城市环保的需要减少城市热排放和废气污染物排放，必须调整城市能源结构，优化能源配置，大力提倡电采暖。城市电网的需要内地城市电力资源 95为火电机组，峰谷差最大达到 46.6，必须削峰填谷。政府优惠政策各地政府出台各种鼓励使用低谷电优惠政策，例如北京市电采暖低谷用电优惠办法居民低谷电采暖 0.2元 /kWh。电从远方来从 2013 年 8 月开始，国家电网公司全面启动电能替代工作，积极倡导 “ 以电代煤、以电代油、电从远方来 ” 的能源消费新模式。峰谷电价（北京、天津地区工商业电价） YOTO E. S. 宇田储能尊重资源理解资源运用资源谷电相变储能系统是在用电低谷时间（晚 23.00---早 7.00）、工业及商业低谷电费时，将电能转化成热能储存在储能单元中，并在白天用电高峰期稳定供应热能的电能转化和能量储存设备。可生产 70-85℃ 左右的热水，不受供热面积限制。 1.谷电相变蓄热供暖系统 --原理及流程 YOTO-E.S. 中低温谷电相变储能单元可根据用户需要，与现有电采暖、太阳能采暖、地源热泵采暖等系统实现无缝链接，实现多热源协同供暖的形式。