CSPPLAZA研究中心：储热材料及储热系统在CSP系统中起着很重要的作用。研究稳定可靠和高效低成本的储热材料及储热系统一直是该领域的研究方向和目标。储热材料在CSP系统中的应用有空气、水／水蒸气、油／岩石、金属Na、导热油、熔盐、陶瓷、混凝土。同时很多系统中，储热材料不单起到储热的作用还充当热量输送和传递的介质——热流体(HTF)的作用。这里主要介绍正在或探索中可以应用于CsP系统的3类高温储热材料：熔盐、高温混凝土、金属合金。储热系统可以分为显式系统和潜热系统，也可以分为两储热罐直接式、两储热罐间接式和单储热罐温跃层式、高温混凝土储热等系统。

      热流体和储热材料的选择对电站的成本和效率有重要影响。导热油的使用温度不超过400℃，而成本较熔盐贵。熔盐的温度极限可以为450～600℃，有利于提高发电效率和降低成本。但熔盐的不足就是凝固点太高，一般在130～230℃，而导热油的凝固点大约为13℃L8j。目前商业用的熔盐有solar salt(40％)KN03一(60％)NaN03)、Hitec(40％)NaN02一(7％)NaN03一(53％)KN03)和HitecXI。(48％)Ca(N()3)2一(45％)KN()3—7％NaN()3)等，其中solar salt的成本是这3种熔盐最低的，但凝固点最高。Tres塔式电站利用solar Salt作为储热材料。熔盐的选取原则主要的有熔盐的凝固点要低、运动粘度要合适、高温时(500℃)化学性能稳定和与容器的腐蚀小、成本低。一般锂盐的成本最高，其次是钾盐，再到钠盐，最低的是钙盐。

      国内外研究高温混凝土作为储热材料在a汴中应用的单位有德国的DLR、武汉理工大学和中国科学院电工所等。高温混凝土储热系统的概念是1988～1992年被提出来的，直到1994年德国DLR在ZsW(Center for solar energy andhydrogen research)才完成了2个小型实验系统的测试。1995～1998年DLR没获得项目的支持，2001～2003年获得wESPE项目的支持L23J。2003～2004年完成第一代高温混凝土储能系统的测试[24]，2008～2009年完成了第二代高温混凝土储能系统的测试。

      1980年美国BirchenalI等采用合金作为相变材料L捌，提出了3种典型状态平衡图及计算二元合金熔化熵和熔化潜热的方法。Al—Si合金相变储能材料有储能密度大、储热温度高、热稳定性好、导热系数好、相变时过冷度小、相偏析小、性价比良好等特点。高温相变储能材料Al—Si合金熔融潜热大，固相导热系数呵达180W／(m·K)，而熔盐一般导热系数都较低。铝硅合金的一些热物理性能可参考如下参数：熔点852K、熔融潜热515kJ／妇、固相比热1．49kJ／(kg·K)、液相导热系数70W／(m·．K)、固相导热系数180W／(m·’K)、固相密度2250kg／m3(Si的质量分数不I司，数值将不同)。

      CSP系统可分为抛物槽式、碟式、塔式、菲涅耳式等，其中储热系统和储热材料是CSP系统的关键。研究高效低成本和性能稳定的储热材料及其系统是储热工作的重心。导热油由于使用温度不超过400℃，成本又相对较高，在CSP系统中的应用将具有一定的局限性。高温混凝土的成本较低，德国已完成高温混凝土储热系统的中试，但高温混凝土是显式固体储热，其储热密度和导热系数较小，系统占地面积较大。熔盐的使用温度较导热油的高，有利于产生400℃以上的水蒸气，提高发电效率。目前已经在S0lar Two、S0一Iar Tres等得到成功应用。因此，未来熔盐在CSP系统中的应用将占主导地位，同时探索其他方面的储热材料在cSP的应用研究。但是目前应用于CSP的熔盐也存在不少缺点，主要是凝固点高，容易凝固阻塞管道，维护成本较高。熔盐的腐蚀性和高温下的化学稳定性也是其应用于CSP的限制因素。金属合金的储热有储能密度大、储热温度高、热稳定性好、导热系数好、相变时过冷度小、相偏析小、性价比良好等特点是比较有潜力的，但目前还没有大型的应用系统，只有小型的实验探索研究。各种储热材料具有各自的优缺点，根据不同的应用要求，选择不同的储热系统和储热方式。

      展望储热材料在CSP的应用研究，可为如下3个方面：(1)研究凝固点低、500℃时化学性能长期稳定、低成本的熔盐；(2)研究整理一系列熔盐的热物理性能及其传热关系式，为其应用和设计提供参考；(3)展开探索其他储热材料如高温混凝土和金属合金的研究。

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