热能储存

热能储存（TES）可通过多种不同的技术来实现。根据特定的技术，它允许数小时、数天、数月后存储和使用多余的热能，其规模范围可从单个过程、建筑物、多用户建筑物、地区、城镇或地区开始。用法示例是白天和晚上之间的能量需求平衡，将夏季热量存储为冬季取暖，或将冬季寒冷的温度用作夏季空调（季节性热能存储）。储存介质包括水或冰冻水箱，大量天然土或基岩，通过热交换器通过钻孔，深层蓄水层进入包含在不可渗透的地层之间；浅的，有衬里的坑、上面充满砾石和水、顶部是绝缘的，以及共晶溶液和相变材料。

其他用于存储的热能来源包括由热泵从非高峰，低成本电力利用热泵产生的热或冷，这种做法称为调峰；热电联产电厂的热量；由可再生电能产生的热量超过电网需求，并从工业过程中产生余热。无论是季节性的还是短期的蓄热，都被认为是一种重要手段，可以廉价地平衡可变可再生电力生产的高份额，以及几乎或完全由可再生能源供电的能源系统中的电力和供热部门的整合。

大多数实用的主动式太阳能加热系统可提供从几小时到一天的能量收集。但是，越来越多的设施使用季节性热能存储（STES），从而可以在夏天存储太阳能，以便在冬天进行空间供热。位于加拿大艾伯塔省的德雷克登陆太阳能社区目前全年实现了97％的太阳能采暖率，仅通过合并STES就可以创造世界纪录。

高温太阳热输入也可以同时使用潜热和显热。各种金属的低共熔混合物，例如铝和硅（AlSi12）具有适合有效产生蒸汽的高熔点，而高铝水泥基材料则具有良好的储热能力。

正在开发一些应用程序，这些应用程序在非高峰时期会产生冰块，并在稍后的时间用于冷却。例如，可以通过在晚上使用低成本的电将水冻结成冰，然后在下午使用冰的制冷量来减少满足空调需求所需的电，从而更加经济地提供空调。使用冰的热能储存利用了水的大量熔化热。历史上，冰是从山上运到城市用作冷却剂。一吨水（= 1立方米）可以存储3.34亿焦耳（MJ）或317,000  BTU（93千瓦时）。相对较小的存储设施可以容纳足够的冰，以冷却大型建筑物一天或一周。

除了在直接冷却应用中使用冰外，它还被用于基于热泵的加热系统中。在这些应用中，相变能量提供了非常重要的热容量层，该热容量层接近水源热泵可以运行的最低温度范围。这使系统能够克服最重的热负荷条件并通过以下方式延长时间范围：能源元素可以将热量贡献回系统。

低温储能使用液化空气或氮气作为储能器。

2010年，英国斯劳的一个发电站投入运行，该试点低温能源系统使用液态空气作为储能器，并利用低级废热来驱动空气进行热膨胀。

固态或熔融硅的存储温度比盐高得多，因此容量和效率更高。正在研究它作为一种可能的更节能的存储技术。硅能够在1400°C下每立方米存储超过1 MWh的能量。

澳大利亚公司1414 Degrees正在开发熔融硅热能存储，作为一种更具能源效率的存储技术，具有热电联产的能力。