太阳能储热方式有:
地面上接受到的太阳能,受气候、昼夜、季节的影响,具有间断性和不稳定性。因此,太阳能贮存十分必要,尤其对于大规模利用太阳能更为必要。太阳能不能直接贮存,必须转换成其它形式能量才能贮存。大容量、长时间、经济地贮存太阳能,在技术上比较困难。本世纪初建造的太阳能装置几乎都不考虑太阳能贮存问题,目前太阳能贮存技术也还未成熟,发展比较缓慢,研究工作有待加强。
热能贮热
1、显热贮存。利用材料的显热贮能是最简单的贮能方法。在实际应用中,水、沙、石子、土壤等都可作为贮能材料,其中水的比热容最大,应用较多。七八十年代曾有利用水和土壤进行跨季节贮存太阳能的报道。但材料显热较小,贮能量受到一定限制。
2、潜热贮存。利用材料在相变时放出和吸入的潜热贮能,其贮能量大,且在温度不变情况下放热。在太阳能低温贮存中常用含结晶水的盐类贮能,如10水硫酸钠/水氯化钙、12水磷酸氢钠等。但在使用中要解决过冷和分层问题,以保证工作温度和使用寿命。太阳能中温贮存温度一般在100℃以上、500℃以下,通常在300℃左右。适宜于中温贮存的材料有:高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温贮存温度一般在500℃以上,目前正在试验的材料有:金属钠、熔融盐等。1000℃以上极高温贮存,可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。
3、化学贮热。利用化学反应贮热,贮热量大,体积小,重量轻,化学反应产物可分离贮存,需要时才发生放热反应,贮存时间长。 真正能用于贮热的化学反应必须满足以下条件:反应可逆性好,无副反应;反应迅速;反应生成物易分离且能稳定贮存;反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性;反应热大,反应物价格低等,目前已筛选出一些化学吸热反应能基本满足上述条件,如Ca(OH)2的热分解反应,利用上述吸热反应贮存热能,用热时则通过放热反应释放热能。但是,Ca(OH)2在大气压脱水反应温度高于500℃,利用太阳能在这一温度下实现脱水十分困难,加入催化剂可降低反应温度,但仍相当高。所以,对化学反应贮存热能尚需进行深入研究,一时难以实用。其它可用于贮热的化学反应还有金属氢化物的热分解反应、硫酸氢铵循环反应等。
4、塑晶贮热。1984年,美国在市场上推出一种塑晶家庭取暖材料。塑晶学名为新戊二醇(NPG),它和液晶相似,有晶体的三维周期性,但力学性质象塑料。它能在恒定温度下贮热和放热,但不是依靠固一液相变贮热,而是通过塑晶分子构型发生固-固相变贮热。塑晶在恒温44℃时,白天吸收太阳能而贮存热能,晚上则放出白天贮存的热能。 美国对NPG的贮热性能和应用进行了广泛的研究,将塑晶熔化到玻璃和有机纤维墙板中可用于贮热,将调整配比后的塑晶加入玻璃和纤维制成的墙板中,能制冷降温。我国对塑晶也开展了一些实验研究,但尚未实际应用。
5、太阳池贮热。太阳池是一种具有一定盐浓度梯度的盐水池,可用于采集和贮存太阳能。由于它简单、造价低和宜于大规模使用,引起人们的重视。60年代以后,许多国家对太阳池开展了研究,以色列还建成三座太阳池发电站。70年代以后,我国对太阳池也开展了研究,初步得到一些应用。
电能贮存
电能贮存比热能贮存困难,常用的是蓄电池,正在研究开发的是超导贮能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史,它利用化学能和电能的可逆转换,实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低,但使用寿命短,重量大,需要经常维护。近来开发成功少维护、免维护铅酸蓄电池,使其性能有一定提高。目前,与光伏发电系统配套的贮能装置,大部分为铅酸蓄电池。1908年发明镍-铜、镍-铁碱性蓄电池,其使用维护方便,寿命长,重量轻,但价格较贵,一般在贮能量小的情况下使用。 现有的蓄电池贮能密度较低,难以满足大容量、长时间贮存电能的要求。新近开发的蓄电池有银锌电池、 钾电池、钠硫电池等。某些金属或合金在极低温度下成为超导体,理论上电能可以在一个超导无电阻的线圈内贮存无限长的时间。这种超导贮能不经过任何其它能量转换直接贮存电能,效率高,起动迅速,可以安装在任何地点,尤其是消费中心附近,不产生任何污染,但目前超导贮能在技术上尚不成熟,需要继续研究开发。