课程编号和名称:EN304 储能系统 LTPC:3-0-0-6 开课时间(奇数/偶数/任意):第五学期 先决条件:无 序言/目标(可选):本课程介绍几种储能技术的基本原理和储能领域的新兴技术。储能系统的主要重点是解决电动汽车的能源需求和 ESS 中的可再生能源存储。 课程内容/教学大纲:能源需求、储能需求、储能类型:电化学、热能、氢存储、机械、电气;电化学存储、一次电池和二次电池、存储热力学和动力学、锂离子电池、氧化还原液流电池、Na-S 电池、热存储:显热和潜热、热化学存储和地下存储、机械:飞轮、压缩空气存储、抽水蓄能、H 2 存储:压缩存储、液态/固态存储、H 2 存储材料、电气:分类、电池和电容器之间的差异、超导磁存储、应用:可再生能源系统、电动汽车和电能存储系统的存储、混合存储系统
摘要 - 近年来,在基于纳米流体的太阳能集热器领域开展了大量研究,从而提高了工作效率,即使在世界低大气温度或低日照水平地区也是如此。本综述涉及与使用纳米流体的太阳能集热器性能执行相关的研究进展。据观察,使用太阳能集热器的热能存储系统 (TES) 是一种在单位体积内存储显热和潜热的有用装置。纳米流体在各种热应用中起着重要作用,例如热交换器、太阳能发电、汽车工业、电子冷却系统等。纳米粒子因其热、机械、光学和电等特性而被用于各种工业应用。早期对纳米流体在太阳能中的应用进行的大多数研究都与它们在太阳能集热器和热存储系统中的用途有关。使用纳米流体的抛物面太阳能集热器仍然是一个挑战。本文详尽回顾了使用基于纳米流体的太阳能集热器的热存储系统以及使用基于纳米流体的太阳能集热器提高性能的范围。
摘要。本文介绍了为模拟不锈钢 SS316L 定向能量沉积中形成的熔池中的流体流动和传热而开发的数值模型。该模型结合了重要的热量和动量源项。能量源项包括激光能量、相变潜热、对流热损失、辐射热损失、蒸发热损失以及由于熔融颗粒沉积到熔池中而增加的能量。动量源项是由表面张力效应、热毛细(Marangoni)效应、热浮力、相变引起的动量衰减、熔融颗粒动量以及由于蒸发引起的反冲效应引起的。模拟表明,熔池中预测的流动和传热会影响最终的形状和尺寸。在当前采用的工艺参数下,熔池细长、宽而浅,具有凹陷的自由表面和向外的对流。向外流动是由熔池中心的高温主导区域引起的,因此表面张力的温度梯度为负。
相变材料(PCM)存储并在相变过程中释放能量。近年来,由于其出色的特性,例如高潜热储能能力,适当的固定液相变温温度,热可靠性和低成本,PCM引起了越来越多的关注。Herein, classification, characteristics, and evaluation criteria of organic/composite PCMs are systematically illustrated, and some typical preparation methods are introduced, such as in-situ polymerization, interfacial polymerization, spray drying method, porous materials adsorption method, sol-gel method, melt- impregnated and mixing method, electrospinning method, vacuum infiltration and ultrasonic method are introduced.此外,本综述还提出了PCM在太阳能,建筑材料,空调,工业废物热恢复以及军事伪装和隐身利用中的一些应用。最后,讨论了PCM的开发趋势。关键字:相变材料(PCM);热量储能;准备方法;应用。收到:2020年7月18日;接受:2020年8月25日。文章类型:评论文章。
摘要:热量存储(TES)对于各种应用的吸收和释放大量外热至关重要。对于此类存储,相变材料(PCM)已被视为可以集成到发电机中的可持续能源材料。但是,纯PCM在相变过程中存在泄漏问题,我们应该使用一些支撑材料制造形式稳定的PCM复合材料。为了防止在阶段过渡过程中的泄漏问题,使用两种不同的方法,微囊化和3D多孔的效果,用于在这项工作中制造PCM复合材料。发现,微球和3D多孔气凝胶支持的PCM复合材料在熔化过程中保持其初始固态而没有任何泄漏。与微封装的PCM复合材料相比,3D多孔气凝胶支撑的PCM由于其高孔隙率而表现出相对较高的工作材料重量分数。此外,交联的石墨烯气凝胶(GCA)可以在内置过程中有效减少体积收缩,而GCA支持的PCM复合材料保持高潜热(∆ H)并形成稳定性。
➢ 为高温应用开发先进的填料床潜热存储数值模型(与孟买印度理工学院机械工程系 Sandip Kumar Saha 博士合作)。(资助研究:计划编号:DST/TMD/MES/2K17/25(C)) ➢ 为太阳能热发电回路中的热交换器开发一种先进的模型。(与孟买印度理工学院机械工程系 Sandip Kumar Saha 博士合作)。(资助研究:计划编号:DST/TM/SERI/2k12/59(G)) ➢ 利用单元分析方法,使用结构化六边形模板,开发具有有限源项的热传导方程数值解的计算方案(与孟买印度理工学院能源科学与工程系 Suneet Singh 博士合作)。 ➢ 内部 Parkhomov 型实验的数据分析(详细 XRD),旨在寻找可持续的低能量反应途径以产生能量(与印度理工学院孟买分校机械工程系教授 Kannan Iyer 博士合作)。(资助研究:计划编号:RD/0116-NTPC000-005)
通过文献计量分析方法,对混凝土作为热能储存材料进行了具有里程碑意义的回顾。本研究展示了有影响力的文献和当前相关的研究方向。地理来源和重要出版物的识别使我们能够确定该主题的主要作者和研究小组。该方法基于准确定义的查询,由研究中引人注目的关键词组成。提出了两个查询,第一个查询从整体角度看待该主题,而第二个查询特别考虑了混凝土在高温条件下作为 TES 的情况。大部分文献研究都关注混凝土在建筑物中的应用,而太阳能等其他应用则处于落后地位。多年来,人们对使用相变材料 (PCM) 的潜热储存技术产生了浓厚的兴趣,将其应用于混凝土混合物中或以其他形式集成到建筑组件中。尽管该研究领域目前发展迅速,但仍存在一些文献空白和新的研究方向。气候变化缓解、混凝土组件、维护等概念可能是正在进行的举措,需要进一步研究。
描述了利用风力发电的冷藏设施的设计和建造。该设施包括一个 10 千瓦风力发电机、一个冷藏建筑、一个蒸汽压缩制冷系统和一个热存储单元。该建筑设计用于存储 1000 蒲式耳(18,000 公斤)的苹果,并进行了隔热处理以最大限度地降低能源需求。制冷系统有一个三马力直流电机驱动的压缩机,配有氟利昂 12 制冷剂。热存储是通过总共 90 个 2.13 米(7 英尺)长、152 毫米(6 英寸)直径的管道实现的,这些管道充满了水和少量乙二醇。当风力足够时,热量会从溶液中除去,然后在风能不可用的时间段内充当热存储。乙二醇/水混合物的凝固点经过调整,以提供储藏室所需温度下的熔化潜热。整个系统的设计分析包括对苹果储存要求的研究、建筑物的冷却负荷计算、系统组件的规格以及热储存要求。该系统于 1978 年 3 月 7 日开始运行,设施内储存有苹果。
摘要——由于人口增长和工业进步,全球对可持续发展的关注度不断上升。因此,人们进行了各种研究,以探索改善环境和利用可再生能源的新趋势。沸石是一种具有分子尺寸微孔的晶体材料。明矾泥是饮用水净化过程中产生的副产品,数量不可避免。本文介绍了沸石用于增强可持续能源存储系统的方法。沸石 (ZSM-12) 是由废明矾泥饼脱水去除多余水分后热分解合成的。ZSM-12 是一种高硅沸石,是一种通过相变材料 (PCM) 增强潜热储能介质的先进应用。进行了包括 XRD (X 射线衍射仪) 和 SEM (扫描电子显微镜) 在内的微观测量,以检查改性明矾泥中沸石 (ZSM-12) 的存在。在中试规模的太阳能存储系统中,添加含沸石的明矾泥 (AS) 的相变材料 (PCM/AS/ZSM-12) 的热性能比纯 PCM 提高了 15%,储存热量达到 89 kJ,而基于石蜡的纯 PCM 的储存热量为 7 kJ。
摘要:考虑到高水平的热量和曝光型枪手遇到他们的工作活动时,个人保护设备(PPE)对于提高安全性至关重要。相变材料(PCM)被称为能够吸收大量热能的高级材料,并有可能增加保护服装的热性能。在这项工作中,第一次开发了PCM-Vest,并评估了其热性能。采用了三阶段的方法:(1)在实验室的小规模上,评估了不同封装的PCM对多层组装性能的影响; (2)在实验室中,评估了热量和洪水测试的基本要求; (3)在模拟的城市火灾中,研究了三种不同的PCM率(不同的纺织品和设计)的热性能。作为主要结论,PCMS显着影响了多层组件的加热速率,尤其是当使用具有较高潜热的PCM时。在某些情况下,与没有PCM的样品相比,传热指数(HTI)加倍。作为缺点,正如预期的那样,冷却时间增加了。PCM-VEST样品确保了热量和电流测试的要求。通过这项研究,可以突出显示使用PCM来增强常规PPE的热保护的积极影响。