引言
太阳能是一种清洁可再生能源，在所有的可再生能源中，太阳能分布最广，获取最容易。但是太阳能受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响以及阴晴云雨等随机因素的制约，能流密度低，通常每平方米不到一千瓦，此外，能量随着时间和天气的变化呈现不稳定性和不连续性。为了保证太阳能利用稳定运行, 就需要储热装置把太阳能储存起来, 在太阳能不足时再释放出来, 以满足生产和生活用能连续和稳定供应的需要。几乎所有用于采暖、供应热水、生产过程用热等的太阳能热利用装置都需要储存热能。
太阳能储存有三层含义，一是将白天接收到的太阳能储存到晚间使用，二是将晴天接收到的太阳能储存到阴雨天气使用，三是将夏天接收到的太阳能储存到冬天使用。现在国内外研究太阳能的储存方法主要有两大类: 第一类是将太阳能直接储存，即太阳能热储存，主要分为三种类型：显热储存、相变储存和化学反应储存；第二类是把太阳能先转换成其他能量形式, 然后再储存, 如先转变为电能和机械能。本文旨在对太阳能热储存技术的现状进行调研，以期促进太阳能热储存技术的进一步研究与发展。
显热储存
显热储存是利用储热材料的热容量，通过升高或降低材料的温度而实现热量的储存或释放的过程。显热储存原理简单，材料来源丰富，成本低廉，是研究最早，利用最广泛，技术最成熟的太阳能热储存方式。
低温范围内，水、土壤、砂石及岩石是最为常见的显热储热材料。德国汉堡生态村的设计中，采用了一个容量为4500的大储水罐作为储存一年四季中所采集的太阳能的储存设备。Kreetz提出了在太阳能烟囱电站集热棚内布置水管作为储能系统的构想。集热器地面上并排排列着黑色水管，数值计算结果表明利用水储热装置可以保证太阳能烟囱发电系统昼夜连续工作。在太阳能高温储存场合常用的显热储存介质有沙石-石-矿物油、混凝土、导热油、和液态钠等。从储热能力、成本和安全性考虑，混凝土是比较有前途的储热材料。德国航天航空研究中心的Tamme et al在研究砂石混凝土和玄武岩混凝土的基础上，研究开发耐高温混凝土和铸造陶瓷等固体储热材料，在阿尔梅里亚太阳能实验基地与槽式系统进行联合试验，效果良好，现在正准备MW级的试验。
目前太阳能显热储存有向地下发展的趋势。太阳能的地下显热储存比较适合于长期储存，而且成本低，占地少，因此是一种很有发展前途的储热方式。美国华盛顿地区利用地下土壤储存太阳能用于供暖和提供生活热水，在夏季结束时，土壤温度可以上升至80℃，而在供暖季节结束时，温度降至40℃。此外，地下岩石储存太阳能和地下含水层储存太阳能都得到了广泛的研究。然而，由于显热储存材料是依靠储热材料温度变化来进行热量的储存，放热过程不能恒温，储热密度小，使得储热装置体积庞大，而且与周围环境存在温度差，造成热量损失，热量不能长期储存，不适合长时间、大容量储存热量，限制了显热储存技术的进一步发展。
相变储存
相变储存是利用储热材料在热作用下发生相变而产生热量储存的过程。相变储存具有储能密度高，放热过程温度波动范围小等优点得到了越来越多的重视。
将相变储热材料应用于温室来储存太阳能始于80年代，应用到的相变材料主要有CaCl•6H2O、NaSO4•10H2O和聚乙二醇。太阳能热发电储热系统中的相变储热材料主要为高温水蒸气和熔融盐，利用熔融盐作为储热介质具有温度使用范围宽，热容量大，粘度低，化学稳定性好等优点，但盐类相变材料在高温下对储热装置有较强的腐蚀性。现有研究表明可以应用于空间太阳能热动力系统的相变材料主要为金属及合金和氟盐及其共晶混合物等，目前研究较多的是氟盐及其共晶混合物，但其液固相变转化时体积收缩较大及热导率低的缺点，容易导致“热松脱”和“热斑”现象，对储热装置的长期稳定非常不利。
有机物相变材料具有相变温度适应性好、相变潜热大、理化性能稳定等优点,因而在太阳能储热利用中受到普遍关注，常用材料为一些醇、酸、高级烷烃等。Buddhi and Sahoo提出将熔点为55.1℃，热容160kJ/kg的硬脂酸作为相变储热材料应用于太阳能灶，实验表明这一措施解决了在部分时间没有阳光时使用太阳能灶的问题。Sharma et al.在2000年报道了将熔点为82℃，热容为263kJ/kg乙酰胺作为相变储热材料应用于改良型太阳灶的研究。在建筑墙体内添加有机物是一种非常有效的太阳能储存方式。Feldman et al.对硬脂酸丁酯（49%）和丁基棕榈酸酯（48%）的混合酯研究，结果表明该混合酯适合作为建筑物储能材料用于储存太阳能。此外Feldman et al将该混合酯（20~25%）作为相变储热材料应用于石膏墙板，和普通石膏墙板相比，储热能力增加了11倍，耐火能力也明显提高，随着添加的混合酯的质量变化，墙板导热系数在±15%之间变化。Athienitis et al.研究了一个墙面含有硬脂酸丁酯的被动太阳能房，含有硬脂酸丁酯垂直石膏墙板总面积约为20平方米，总共用相变温度为16~20.8℃的硬脂酸丁酯47kg。实验在冬季环境下进行，结果表明添加了硬脂酸丁酯的石膏墙板白天可以使室内温度降低4℃，避免了室内温度过高，晚上添加相变材料的石膏墙板的表面温度较普通石膏墙板的温度升高约3.2℃。Lee et al.等对由不同材料制成的墙砖及在墙砖中注入不同有机物时,墙砖在受到空气加热和冷却过程中的温度变化进行了实验对比研究,提出了最佳本体材料和相变材料的组合。