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介绍了季节性地下储能系统的最佳设计。本研究包括在 100 至 500 m 深度范围内使用天然结构的可能性。出于安全原因，考虑的储能流体是初始温度为 90 ◦ C 的水。使用收集到的土壤热性能数据进行了有限元法模拟。作为该方法的一个实际示例，对在西班牙阿维拉地区收集的数据进行了分析。使用在该区域测量的数据生成了温度-深度图。通过从地面进行的电磁场扩散技术获得了地下物质组成的 3D 模型。这允许分析可用的储能策略解决方案，这些解决方案根据现场的具体条件量身定制，具有足够的精度，无需进行深挖即可进行初步评估。本研究显示了交替的沙子和粘土区域，其中天然结构可在 500 m 深度范围内使用。考虑了水的热性能取决于温度和压力。各种尺寸配置表明，在圆柱形几何结构中，半径超过 2 米的存储系统在每单位质量存储的能量方面并不提供显著的优势。与被沙子包围然后在存储 6 个月后再被粘土包围的空腔相比，粘土包裹的优势显而易见。根据地下温度和运输存储液体所需的能量，结果表明，在 50 米到 100 米的深度之间，热性能并没有显著改善。然而，在 100 米到 200 米之间取得了明显的改善，从那里到 500 米，改善可以忽略不计。分析了几种用于容纳存储液体和用于热隔离的材料。对于超过 14 天的时间，热塑性塑料的热性能是相关的，如在模拟中表现出最佳性能的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯的情况。在最佳配置下，可以看到，通过将水储存在 90 ◦ C（在 1 月至 2 月期间与环境温度下的典型系统进行交换可获得 138.78 kJ/kg），与将水储存在地下温度 25 ◦ C（获得 77.08 kJ/kg）的情况相比，每公斤储水可以储存 1.8 倍的能量，而不会影响周围介质。最后，根据将流体温度从环境温度升高到初始储存温度 90 ◦ C 所需的输入能量，可以根据可能回收的热能计算出存储系统的效率。由于底土中粘土的热性能，先前的效率（𝜂 = 0。46 ) 报告称，含水层能量热能储存可以通过相对较小的储存量获得，而不需要像大多数季节性热能安排那样连续的能量入口，在储存腔的最佳条件下，有潜力回收 70% 的入口热能。
能源转换与管理
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