热质储能技术与应用
课程信息
| 课程名称／课程号 | 适用范围与修读要求 |
|---|---|
| 热质储能技术与应用 ENER3068M |
储能普通班 · 多能融储 · 26级 专业必修 · 方向必修 储能卓工班 · 26级 专业选修（项目1） |
课程简介
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本课程是储能科学与工程专业的核心专业课程，系统讲解热能储存的核心原理、关键技术与工程应用。课程覆盖显热、潜热、热化学三大类储热技术及蓄冷技术分支，重点讲解储热/蓄冷材料、装置设计与系统集成等理论知识和工程应用，深入阐述其在长时储能、风光热一体化电站、新型电力系统中的核心作用，同时跟踪前沿技术发展趋势。
来源：教务网。
课程内容
分数构成
课程总成绩按百分制记分，考勤与课堂纪律 10%+课后作业30%+期末大作业60%。
（1）课堂纪律：全部到勤为满分，缺勤时按比例扣分。
（2）课后作业：结合课后作业质量、小组协作情况等综合评分。
（3）期末作业：侧重特定场景下的储热/蓄冷系统方案设计，依据完成质量与创新性评分。
课程大纲
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每周 1 次课，每次 4 课时，共 8 周 32 课时
第一周：储热技术概论及热工基础 （授课）
知识点：
（1）储能技术体系分类与发展现状
（2）热能储存的定义、分类与前景
（3）热能储存与电化学储能、机械储能等对比与互补关系
（4）热能储存技术的核心评价指标
（5）储热储存技术的热力学基本定律与㶲分析方法、传热传质基本原理与强化方法
课程思政融入点：“双碳” 战略与能源安全。建议案例：在概论部分讲解储热产业定位时，引入我国光热发电储热技术从 “跟跑” 到 “并跑” 的发展历程。
课后作业：对比分析锂离子电池、抽水蓄能与熔融盐储热的技术经济特性及适用场景。
第二周：显热储热技术与应用（授课）
知识点：
（1）显热储热的基本原理与技术特点
（2）大规模显热储热材料（水、混凝土、熔融盐、液态金属）的性能参数与选型依据
（3）典型显热储热装置（大型储热罐、填充床储热器、管式熔融盐换热器）的结构设计与运行特性
（4）显热储热在塔式/槽式光热电站中的典型应用案例
课后作业：分析双罐熔融盐储热系统与单罐斜温层储热系统的优缺点。
第三周：相变储热技术与应用（授课）
知识点：
（1）相变储热的基本原理与技术优势
（2）相变储热材料的分类与核心性能要求
（3）相变材料（石蜡、脂肪酸、水合盐）的特性与改性方法
（4）相变材料的过冷、相分离与热稳定性问题及解决方案
（5）典型相变储热装置（翅片管式、胶囊式、封装式）的结构与设计
（6）相变储热在分布式储能、光热互补供暖中的应用
课后作业：对比石蜡与氯化镁六水合物相变材料的性能差异及适用场景；
第四周：热化学储热技术与应用（授课）
知识点：
（1）热化学储热的基本原理与技术特点
（2）典型热化学反应体系的特性
（3）热化学储热反应器的结构设计与优化
（4）热化学储热系统的集成与循环特性
（5）热化学储热的研究进展与产业化瓶颈
课程思政融入点：创新精神。建议案例：国内科研团队攻克热化学储热关键技术的真实案例。
课后作业：分析锰基金属氧化物热化学储热体系的反应动力学特性与技术优势；
第五周：蓄冷技术与应用（授课）
知识点：
（1）蓄冷技术的定义、分类与意义
（2）蓄冷技术的核心评价指标与系统组成
（3）水蓄冷技术的原理与设计
（4）冰蓄冷技术（冰盘管式、冰球式、动态冰蓄冷）的原理与特点
（5）相变蓄冷技术（共晶盐、水合物）的材料与装置
（6）蓄冷在电力调峰、数据中心温控、冷链物流中的应用
课后作业：对比水蓄冷与冰蓄冷的技术经济特性及适用场景。
第六周：储热系统集成与工程应用（授课）
知识点：
（1）光热发电储热系统的集成设计与容量配置
（2）储热在风光储一体化电站中的作用与系统配置
（3）储热在新型电力系统调峰、调频与备用中的应用
（4）压缩空气储能中的热能储存技术
（5）储热/蓄冷系统的经济性分析方法
第七周：新型热能储存技术和期末大作业指导（授课）
知识点：
（1）复合储热技术（如相变-显热复合、热化学-相变复合梯级储热）
（2）极端温度储热技术（如超高温储热技术、深冷储热技术）
（3）储热与其他储能技术的耦合集成（如储热与氢能耦合、储热-电化学储能）
（4）课程核心内容总结与知识体系梳理
（5）期末大作业要求讲解：确定期末大作业选题与小组分工；选择储能领域储热/蓄冷相关主题（如 “某50MW光热电站储热系统设计”）写分析报告，并制作 PPT
第八周：大作业展示与考核（考试）
内容：各小组依次进行 PPT 讲解展示，教师点评与提问，根据考核情况赋分。
课程思政融入点：科学技术赋能民生发展。建议案例：储热技术在北方地区清洁供暖工程中的低成本和环保价值。