【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源存储，具体为一种热化学储能单元及热化学储能系统。
技术介绍
1、近年来我国风电、光伏等可再生能源发展迅速，但受社会用电需求增长放缓等多方面原因，可再生能源消纳能力不足，仍存在大量弃风弃光。而储热是储能的重要组成部分，其温度品位多样、规模大小灵活，安全且成本低，可提高电网调峰能力和可再生能源消纳水平。
2、当前储热技术按照储热方式可以分为显热储热、潜热储热以及热化学储热。其中，热化学储热通过可逆的化学反应来储存和释放能量，储能密度比显热储热和相变储热都高，适用的温度范围比较宽，理论储能周期较长，热损较小。
3、但利用热化学储热体系对电网进行调峰时，往往是通过电加热器将外部电网的电能转化为热能，通过热化学储热材料吸热升温来存储电能。而由于热化学储热材料往往是固态或熔融态，热导率较低，热量需要有热化学储热材料的表面向内层层传递，使得热化学储热材料内外温度不均，无法快速到达反应温度，储热效率低。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供了一种基于微波加热的热化学储能单元及热化学储能系统，能够将电网的弃电/谷电转化为微波，并利用微波加热热化学储热介质进行热化学储热，提升系统的储热效率以及能量利用率。
2、本专利技术第一方面提供了一种热化学储能单元，该热化学储能单元包括：加热腔，内置有热化学储热介质；微波发生装置，与外部电网电连接，向加热腔内部发射微波，加热该热化学储热介质。
3、根据该技术方案，采用微波加热热化学储热介质
4、并且，微波加热相较于热传导具有更好的选择性，不同材料对于微波的吸收性相差极大，从而能够通过材料的选择来降低其它结构对微波的吸收，提升热化学储能单元的能量转化率。
5、作为本专利技术优选的技术方案，热化学储热介质为微波吸收材料，热化学储热介质至少包括氢氧化物、碳酸盐或金属氧化物中的一种或多种组合。
6、根据该技术方案，微波吸收材料具有优良的介电热效应，能够快速吸收微波，并将微波电磁能转化为热能，而包含氢氧化物、碳酸盐或金属氧化物的微波吸收材料能够在吸收微波并转化为热能时，利用热化学反应存储热能，从而兼顾能量转化与能量存储。
7、作为本专利技术优选的技术方案，所述热化学储热介质为金属氧化物储热介质，其中，本专利技术中所说的金属氧化物储热介质至少包括锂、钠、钾、镧、铈、钛、钴、铜、锰、铁、铬、铝、钡、镁、锌、铅、钼、镍、锆、钒、钇、钕、锶或钙的氧化物中的一种或多种组合。
8、根据该技术方案，金属氧化物储热介质通过金属氧化物体系的热化学反应储热，储热密度高，并且，上述金属元素的氧化物均具有优良的微波吸收性能，无需另外添加微波吸收助剂，就能够在短时间实现储热介质内外均匀地达到反应温度，同时进行储热反应，从而使得热化学储能单元的短时储能容量大，能够快速消纳电网在谷电时产生的热冲击。另外，使用者也可以基于上述金属元素的氧化物的材料性质进行选择，例如，fe3o4、co2o3具有较强的微波吸收能力，铜、锰、铁的氧化物体系则具有更好地储热性能。
9、作为本专利技术优选的技术方案，微波发生装置产生的微波频率在2400-2500mhz、5725-5875mhz或22000-22250mhz范围内。
10、根据该技术方案，2400-2500mhz、5725-5875mhz或22000-22250mhz属于国际规定的用于微波加热和微波干燥的频段，从而能够直接利用市售的标准微波发生器作为热化学储能单元的微波发生装置，并且，基于金属氧化物的介电性能，频率在2400-2500mhz、5725-5875mhz或22000-22250mhz范围内的微波能够更好地被金属氧化物吸收。
11、作为本专利技术优选的技术方案，热化学储能单元还包括：设置在加热腔内的光纤温度传感器；与加热腔连通的氧分析仪；以及，与光纤温度传感器和氧分析仪通信连接的中央控制平台，该中央控制平台能够根据光纤温度传感器和氧分析仪的检测结果控制热化学储能单元的微波发生装置的功率和/或加热时间。
12、根据该技术方案，光纤温度传感器不会受微波影响，能够准确地向中央控制平台传递加热腔内的温度信息，再加上氧分析仪给出的氧气浓度信息，中央控制平台能够分析判断热化学储热材料的储热反应是否完成，从而根据储热反应进程，控制微波发生装置的频率及功率，同时也可以控制热化学储热材料在加热腔内的加热时间，使整个热化学储热单元的储热效率最大化。
13、作为本专利技术优选的技术方案，热化学储能单元为流化床，金属氧化物储热介质为金属氧化物储热颗粒，加热腔包括与外部连通的介质入口与介质出口。
14、根据该技术方案，金属氧化物储热颗粒采用颗粒形式在热化学储能单元中流动，可以大幅提升微波发生装置中的加热效率，降低加热腔的体积。另外，还可以通过控制热化学储能单元内的金属氧化物储热颗粒的流量来控制微波发生装置的加热温度。
15、作为本专利技术优选的技术方案，热化学储能单元还包括内置于加热腔内的颗粒运输机构，颗粒运输机构至少部分形成于金属氧化物储热颗粒在加热腔内的移动路径上，中央控制平台与颗粒运输机构通信连接，根据光纤温度传感器和氧分析仪的检测结果控制颗粒运输机构的运输速率。
16、根据该技术方案，颗粒运输机构能够限定出金属氧化物储热颗粒在热化学储能单元中的移动路径，并将金属氧化物储热颗粒由热化学储能单元的介质入口运输至介质出口。另外，还可以通过设计颗粒运输机构的运输路径、改变颗粒运输机构的运输速度来控制金属氧化物储热颗粒相对于微波发生装置的位移情况，从而满足不同情况下的微波加热需求。
17、作为本专利技术优选的技术方案，热化学储能单元为固定床，金属氧化物储热介质为金属氧化物储热模块，金属氧化物储热模块上形成有多个孔隙，加热腔包括与空气连通的空气入口和空气出口。
18、根据该技术方案，金属氧化物储热模块静态放置于热化学储能单元中，只需在空气气氛中即可完成整个储/放热过程，能够较大程度地避免装置磨损，提高装置整体使用寿命，同时简化了装置结构，可降低装置制造成本。
19、本专利技术的第二方面提供了一种具备上述任一技术方案中的流化床热化学储能单元的热化学储能系统，该热化学储能系统还包括：连通热化学储能单元的介质入口的进料装置；连通热化学储能单元的介质出口的储料罐；换热装置，该换热装置包括互不连通的第一侧流路和第二侧流路，第一侧流路与储料罐连通，第二侧流路与所述做功单元连通。
20、根据该技术方案，当电网处于用电峰谷、可再生能源出现弃风弃光时，外部电网将多余的电通入热化学储能单元的微波发生装置，微波发生装置产生微波，加热腔内的金属氧化物储热颗粒吸收微波，储存大量的显热和化学能，由热化学储能单元的介质出口流入储料罐以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热化学储能单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热化学储能单元，其特征在于，所述热化学储热介质为微波吸收材料，所述热化学储热介质至少包括氢氧化物、碳酸盐或金属氧化物中的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的热化学储能单元，其特征在于，所述热化学储热介质为金属氧化物储热介质，所述金属氧化物储热介质至少包括锂、钠、钾、镧、铈、钛、钴、铜、锰、铁、铬、铝、钡、镁、锌、铅、钼、镍、锆、钒、钇、钕、锶或钙的氧化物中的一种或多种组合。
4.根据权利要求3所述的热化学储能单元，其特征在于，所述微波发生装置产生的微波频率在2400-2500MHz、5725-5875MHz或22000-22250MHz范围内。
5.根据权利要求3或4所述的热化学储能单元，其特征在于，还包括
6.根据权利要求5所述的热化学储能单元，其特征在于，所述热化学储能单元为流化床，所述金属氧化物储热介质为金属氧化物储热颗粒，所述加热腔包括与外部连通的介质入口与介质出口。
7.根据权利要求6所述的热化学储能单元，其特征在于，还包括<...
【技术特征摘要】
1.一种热化学储能单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热化学储能单元，其特征在于，所述热化学储热介质为微波吸收材料，所述热化学储热介质至少包括氢氧化物、碳酸盐或金属氧化物中的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的热化学储能单元，其特征在于，所述热化学储热介质为金属氧化物储热介质，所述金属氧化物储热介质至少包括锂、钠、钾、镧、铈、钛、钴、铜、锰、铁、铬、铝、钡、镁、锌、铅、钼、镍、锆、钒、钇、钕、锶或钙的氧化物中的一种或多种组合。
4.根据权利要求3所述的热化学储能单元，其特征在于，所述微波发生装置产生的微波频率在2400-2500mhz、5725-5875mhz或22000-22250mhz范围内。
5.根据权利要求3或4所述的热化学储能单元，...
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