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相变储能是热储能的一种利用相变材料储热特性, 来储存或者是释放其中的热量，从而达到一定的调节和控制该相变材料周围环境的温度, 从而改变能量使用的时空分布, 提高能源的使用效率。常见的相变状态中，固-气相变和液-气相变在过程中有气体产生，自身体积变化较大，因此较少被应用，固-固相变类型本身较少，固-液相变成为了应用中的主流。
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相变储热是利用储热材料在热作用下发生相变而产生热量储热的过程。相变储热具有储能密度高，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热太阳能，应用到的相变储热材料主要有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，化学稳定性好等特性，但盐类相变材料在高温下对储热装置有较强的腐蚀性。
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从整个电力系统的角度看，储热的应用场景可以分为发电侧、输配电侧和用电侧三大场景。这三大场景又都可以从电网的角度分成能量型需求和功率型需求。能量型需求一般需要较长的放电时间，而对响应时间要求不高。与之相比，功率型需求一般要求有快速响应能力，但是一般放电时间不长（如系统调频）。实际应用中，需要根据各种场景中的需求对储热技术进行分析，以找到比较适合的储热技术”。低温相变储热材料主要有无机和有机两类无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。