前言

全球能源格局正在发生由依赖传统化石能源向追求清洁高效能源的深刻转变，我国能源结构也正在经历前所未有的深刻调整，清洁能源尤其是可再生能源发展势头迅猛，在2030年前碳达峰、2060年前碳中和的时代背景之下，我国可再生能源在能源消费中的占比将不断提高。电网在实时满足波动性的用户侧负荷需求的同时，将进一步面临更大规模光伏、风电等波动性可再生能源的冲击。如何进一步提升电网消纳波动可再生能源能力，平抑电网峰谷需求冲击，成为新时代电网发展所面临的挑战。

储能技术是支撑我国能源结构调整、大规模发展可再生能源、提高能源安全的关键技术之一。其中，储热技术属于能量型储能技术，能量密度高、成本低、寿命长、利用方式多样、综合热利用效率高，在可再生能源消纳、清洁供暖以及太阳能光热电站储能系统应用领域中均可发挥重大作用。相变储热技术具有在相变温度区间内相变潜热大、能量密度高和系统体积小、储热和释热温度基本恒定等优点，是目前研究的热点，适用于新能源消纳、集中/分布式电制热清洁供暖、工业高品质供热供冷，尤其是需要对温度进行严格控制、储热密度较高的场合。同时，可为电网提供需求侧响应等辅助服务。高温相变储热技术受到广大学术界和产业界越来越广泛的重视。目前，已经应用于民用供热领域，并逐步向更高供能需求的工业供热领域拓展。

作者从2014年开始从事高温相变储热技术相关的研究，在相变储热材料配方、相变储热模块规模化制备技术、蓄热体强化传热技术、储热装置接入与控制技术、大容量高温相变储热系统集成及应用方面开展了大量的开创性和引领性工作，积累了丰富的研究经验和大量的技术资料。本书是在作者及其所在团队多年工作经验积累的基础上撰写的。

本书共分为6章。第1章从介绍高温储热材料和高温储热装置的研究进展入手，就高温储热技术的应用现状和不同应用场景的技术需求进行了简要介绍。第2章从配方设计、材料筛选、制备工艺重点介绍了高温复合相变储热材料。第3章介绍了高温复合相变储热材料的重要性能测试。第4章重点介绍了储热单元模块设计与计算方法，通过实际案例给出蓄热体的设计方案。第5章重点论述了高温复合相变储热单元的二维和三维热分析方法。第6章从系统应用出发，介绍了高温储热系统的基本原理和设计流程，包括储热单元、电加热单元、换热单元、循环动力单元、保温结构设计、系统运行控制策略以及面向电网辅助服务的控制技术。

本书在编写过程中得到先进输电技术国家重点实验室的大力支持，在此深表感谢。

由于作者知识积累和学术水平有限，且随着储热技术的快速发展，书中难免会出现不足和疏漏之处，敬请读者给予批评指正。

作者

2022年1月于北京