Progrès de la recherche sur la technologie de stockage thermique des particules solides par chauffage électrique

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摘要

【Objectif】 Dans le contexte du "pic carbone" et de la "neutralité carbone", la capacité installée des énergies renouvelables en Chine continue de croître, mais leurs caractéristiques intermittentes et fluctuantes imposent des exigences plus élevées à la capacité de stockage d'énergie à long terme du système électrique et à la flexibilité de la régulation de la charge. La technologie de stockage thermique de particules solides à haute température par chauffage électrique attire une large attention dans l'industrie grâce à ses avantages tels que haute température de chauffage, large plage de stockage de chaleur, faible coût des matériaux, bonne stabilité thermique du milieu, respect de l'environnement du système et fort potentiel d'intégration avec les nouveaux systèmes énergétiques et les centrales au charbon. Pour clarifier l'état actuel du développement de cette technologie, les goulots d'étranglement clés et les directions futures de recherche, cet article présente une revue systématique et un résumé des avancées de la recherche. 【Analyse】 Cet article se concentre sur deux méthodes typiques de chauffage : résistance électrique et chauffage par induction. Il passe en revue les principes de base, les caractéristiques de transfert de chaleur, les matériaux de particules adaptés et les paramètres clés des dispositifs représentatifs, avec une comparaison détaillée entre le chauffage électrique indirect par résistance, le chauffage électrique direct par résistance et le chauffage par induction en termes d'efficacité de conversion thermique électrique, d'uniformité de température, de complexité de l'équipement, d'adaptabilité des matériaux et de faisabilité d'industrialisation; il résume les scénarios d'application et les caractéristiques techniques des dispositifs typiques tels que les tubes, les plaques, les lits fluidisés et les lits mobiles. Il analyse aussi les mécanismes de transfert thermique des particules chaudes en écoulement, l'optimisation de l'efficacité du chauffage électrique, la stabilité thermique élevée des matériaux particulaires, le contrôle des coûts sur l'ensemble du cycle de vie du système, ainsi que les problèmes clés dans l'exploitation couplée avec les unités au charbon. Les recherches actuelles montrent que la technologie de chauffage par résistance est mature et relativement simple, avec une bonne faisabilité d'ingénierie dans les systèmes de stockage thermique granulaires à grande échelle; le chauffage par induction offre des avantages tels que le contact non direct, la rapidité de réponse et une forte adaptabilité aux hautes températures, mais il fait face à des défis techniques comme une efficacité de conversion électromagnétique actuellement faible, un coût élevé de l'équipement, une difficulté de refroidissement des bobines et des limitations dans le choix des matériaux. 【Conclusion】 En résumé, la technologie de stockage thermique des particules solides à haute température par chauffage électrique constitue une voie technique potentielle importante pour soutenir une grande part d'intégration des nouvelles énergies et la transformation flexible des centrales à charbon. Les recherches futures doivent se concentrer sur les mécanismes d'écoulement couplé multi-physique des particules à haute température, le développement de matériaux granulaires à faible coût et haute performance, les dispositifs de chauffage électrique modulaires, les technologies efficaces d'isolation et de contrôle des pertes thermiques, ainsi que les stratégies de contrôle collaboratif multi-étapes des systèmes de stockage, afin d'accélérer l'application à grande échelle, industrielle et commerciale de cette technologie.

关键词

chauffage électrique; stockage thermique des particules solides; chauffage par résistance; chauffage par induction

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