物理儲能技術(shù)

目錄
叢書序
前言
**篇 壓縮空氣儲能
第1章 壓縮空氣儲能概述 3
1.1 市場應(yīng)用前景 3
1.1.1 應(yīng)用價值分析 3
1.1.2 市場需求與前景 5
1.2 分類與原理 7
1.3 國內(nèi)外研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 15
參考文獻 22
第2章 系統(tǒng)建模 24
2.1 系統(tǒng)性能指標 24
2.2 典型單元模型 24
2.2.1 壓縮機模型 24
2.2.2 膨脹機模型 27
2.2.3 蓄熱換熱器模型 29
2.2.4 蓄冷換熱器模型 30
2.2.5 儲氣室模型 33
2.3 系統(tǒng)模型與求解 36
2.3.1 設(shè)計點計算模型與求解方法 36
2.3.2 變工況計算模型與求解方法 37
參考文獻 41
第3章 系統(tǒng)優(yōu)化分析方法 43
3.1 分析方法 43
3.1.1 分析方法介紹 43
3.1.2 典型案例分析 49
3.2 對應(yīng)點優(yōu)化方法 52
3.2.1 優(yōu)化方法介紹 52
3.2.2 典型案例分析 60
參考文獻 66
第4章 典型系統(tǒng)全工況特性 67
4.1 熱力學特性 67
4.2 變工況特性 73
4.2.1 運行策略比較 73
4.2.2 負荷特性影響 77
4.2.3 環(huán)境溫度影響 83
4.3 動態(tài)特性 85
4.3.1 儲能過程 85
4.3.2 釋能過程 89
4.3.3 整體系統(tǒng) 93
參考文獻 96
第5章 系統(tǒng)與關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計 97
5.1 系統(tǒng)方案設(shè)計 97
5.2 壓縮機設(shè)計 98
5.2.1 總體設(shè)計 98
5.2.2 氣動設(shè)計 104
5.2.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 108
5.2.4 變工況設(shè)計 113
5.3 膨脹機設(shè)計 116
5.3.1 總體設(shè)計 118
5.3.2 氣動設(shè)計 118
5.3.3 結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計 125
5.3.4 變工況設(shè)計 130
5.4 蓄熱換熱器設(shè)計 131
5.4.1 蓄熱器設(shè)計 131
5.4.2 換熱器設(shè)計 146
5.5 儲氣裝置設(shè)計 160
5.5.1 儲氣裝置分類 160
5.5.2 設(shè)計參數(shù)及評價指標 160
5.5.3 地面儲氣裝置設(shè)計 163
5.5.4 地下儲氣庫設(shè)計 168
參考文獻 169
第二篇 蓄熱
第6章 蓄熱概述 173
6.1 市場應(yīng)用需求 173
6.2 分類與原理 175
6.2.1 蓄熱技術(shù)分類 175
6.2.2 蓄熱技術(shù)原理 176
6.3 國內(nèi)外研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 178
6.3.1 顯熱蓄熱技術(shù) 178
6.3.2 相變蓄熱技術(shù) 182
6.3.3 熱化學蓄熱技術(shù) 186
參考文獻 188
第7章 蓄熱材料 190
7.1 材料制備方法 190
7.1.1 吸附法 190
7.1.2 微膠囊法 190
7.1.3 溶膠-凝膠法 191
7.1.4 插層法 191
7.1.5 燒結(jié)法 191
7.1.6 制備方法對比 191
7.2 材料性能測試與表征方法 192
7.2.1 比熱容 192
7.2.2 密度 193
7.2.3 導(dǎo)熱系數(shù) 194
7.2.4 熔點 196
7.2.5 熔化熱 198
7.2.6 凝固點 199
7.2.7 熱重 200
7.3 典型材料性能參數(shù) 200
7.3.1 顯熱蓄熱材料 200
7.3.2 相變蓄熱材料 204
7.3.3 熱化學蓄熱材料 208
參考文獻 210
第8章 蓄熱單元 211
8.1 顯熱蓄熱(冷) 211
8.1.1 亞臨界水蓄熱 211
8.1.2 巖石填充床蓄熱(冷) 225
8.2 相變蓄熱 230
8.2.1 結(jié)構(gòu)型式 230
8.2.2 數(shù)值模型 231
8.2.3 性能分析 233
參考文獻 245
第9章 蓄熱系統(tǒng) 246
9.1 面向清潔供暖的蓄熱系統(tǒng) 246
9.1.1 水蓄熱系統(tǒng) 246
9.1.2 高溫固體電蓄熱技術(shù) 247
9.1.3 相變電蓄熱技術(shù) 248
9.2 面向分布式能源系統(tǒng)的蓄熱(冷)系統(tǒng) 248
9.2.1 分布式蓄冷系統(tǒng) 248
9.2.2 分布式蓄熱系統(tǒng) 250
參考文獻 253
第三篇 飛輪儲能
第10章 飛輪儲能概述 257
10.1 飛輪儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 257
10.2 應(yīng)用需求 258
10.3 國外研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 260
10.4 國內(nèi)研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 262
10.5 飛輪儲能系統(tǒng)性能指標 264
參考文獻 269
第11章 飛輪技術(shù) 272
11.1 主要技術(shù)指標及研究現(xiàn)狀 272
11.1.1 主要技術(shù)指標 272
11.1.2 飛輪技術(shù)研究現(xiàn)狀 273
11.2 飛輪材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計 275
11.2.1 材料選擇 275
11.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 277
11.2.3 應(yīng)力分析 280
11.3 飛輪設(shè)計實例 287
11.3.1 結(jié)構(gòu)型式 287
11.3.2 尺寸計算 287
11.3.3 強度校核 289
參考文獻 291
第12章 飛輪電機 293
12.1 飛輪電機類型 293
12.1.1 感應(yīng)電機 293
12.1.2 磁阻電機 294
12.1.3 永磁電機 296
12.2 飛輪電機設(shè)計 298
12.2.1 電磁方案設(shè)計 298
12.2.2 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 300
12.2.3 應(yīng)力分析 301
12.2.4 案例分析 302
12.3 飛輪電機損耗 306
12.3.1 損耗特性 306
12.3.2 散熱方式 307
12.3.3 溫度分布 310
參考文獻 313
第13章 軸承及飛輪電機軸系轉(zhuǎn)子動力學 316
13.1 飛輪軸承主要類型 316
13.1.1 機械軸承 316
13.1.2 磁軸承 317
13.2 主動磁軸承設(shè)計 322
13.2.1 磁軸承磁鐵及電磁力模型 322
13.2.2 徑向磁軸承定子和轉(zhuǎn)子設(shè)計 324
13.2.3 軸向電磁軸承定子和轉(zhuǎn)子設(shè)計 326
13.3 主動磁軸承控制系統(tǒng)設(shè)計 327
13.3.1 主動磁軸承控制系統(tǒng)基本框架 327
13.3.2 磁軸承位移傳感器 328
13.3.3 磁軸承電流功率放大器 328
13.3.4 磁軸承控制系統(tǒng)建模及控制分析 330
13.4 飛輪電機軸系轉(zhuǎn)子動力學設(shè)計 332
13.4.1 飛輪電機軸系 332
13.4.2 轉(zhuǎn)子動力學分析 335
參考文獻 343
第14章 變流器 346
14.1 飛輪儲能系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu) 346
14.2 儲能變流器拓撲與控制原理 346
14.2.1 儲能變流器的拓撲結(jié)構(gòu) 347
14.2.2 儲能變流器的d-q模型 347
14.2.3 儲能變流器的并網(wǎng)控制原理 349
14.3 電機變流器拓撲與控制原理 350
14.3.1 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù) 351
14.3.2 電機系統(tǒng)充電控制策略及其仿真 352
14.3.3 電機系統(tǒng)放電控制策略及其仿真 356
14.4 飛輪變流器設(shè)計實例 357
14.4.1 500kW飛輪儲能系統(tǒng)架構(gòu) 357
14.4.2 500kW飛輪電機變流器設(shè)計 358
14.4.3 500kW儲能變流器設(shè)計 359
14.4.4 三電平變流器調(diào)制方式設(shè)計 360
14.5 飛輪陣列 361
14.5.1 飛輪陣列的發(fā)展現(xiàn)狀 361
14.5.2 飛輪陣列的仿真 362
參考文獻 367