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应用能源
泵送热能存储 (PTES) 因其相对于其他电网规模电力存储技术具有多维优势而成为越来越有吸引力的研究领域。本文建立了一个模型，并用数字方式研究了基于氩气的布雷顿型 PTES 系统的性能。该模型用于优化系统的总工作输出和往返效率。热存储罐的纵横比和填料床分段操作已经改变，以评估它们对往返效率的影响。发现更长更薄的罐可以提高效率，热罐长度对系统性能的影响大于冷罐。发现分段操作中的“温度比”越大，往返效率越高，热存储出口工作流体温度越高，持续时间越短，性能越好。描述功率输出的关键特征被确定为最大功率区域的持续时间和“功率前沿”的陡度。为了最大限度地延长高功率区域的持续时间并减小功率锋面的宽度，使用了额外的潜热存储，然后使用等熵往复式压缩机/膨胀机结构评估其对往返效率的影响，预测效率高达 80%，接近理论预测的极限。
应用能源
低洼沿海地区和群岛国家尤其受到气候变化的影响。同时，许多岛国仍然大量依赖进口化石燃料，尤其是柴油用于发电，此外还有碳氢化合物燃料用于航空和海上运输。陆地面积通常稀缺，传统的可再生能源解决方案无法充分部署。这项研究强调了浮动海上技术能够在具有挑战性的地形地区完成用可再生能源解决方案取代化石燃料的任务的可能性。以马尔代夫为例，浮动海上太阳能光伏、波浪能和海上风能以整小时分辨率为模型，在两种不同的场景中应对运输燃料的需求：从世界市场进口必要的碳中性合成电子燃料，或建立电子燃料的本地生产能力。结果表明，2030 年完全可再生能源系统在技术上是可行的，两种情景的最终能源相对成本分别为 120.3 欧元/兆瓦时和 132.1 欧元/兆瓦时，而 2017 年参考情景的最终能源相对成本为 105.7 欧元/兆瓦时。到 2050 年，最终能源成本可分别降至 77.6 欧元/兆瓦时和 92.6 欧元/兆瓦时。结论是，浮动太阳能光伏和波浪能转换器将在岛屿和土地面积有限的国家/地区的化石燃料去除中发挥重要作用。
应用能源
电气化住宅供暖系统具有为电网提供灵活性的巨大潜力，先进的运行控制机制能够利用这一点。因此，在这项工作中，我们在模拟研究中将强化学习 (RL) 方法应用于住宅热泵的运行，并将结果与传统的基于规则的方法进行比较。为此，我们考虑一个拥有 100 个居住单元和一个中央热泵以及一个用作储热器的中央热水箱的公寓大楼。与该领域的其他研究不同，我们专注于数据驱动的方法，其中不需要建筑模型，并且居民的生活舒适度永远不会受到影响。这两个因素最大限度地提高了在现实世界建筑中的适用性。此外，我们研究了不确定性对热泵运行的影响。这是通过测试四个不同的观察空间来实现的，每个观察空间对 RL 代理的数据可见性和可用性都不同。与此同时，我们还模拟了预测条件下的热泵运行，据我们所知，这以前从未做过。我们发现典型的住宅供热系统的惯性足够高，因此缺失或不确定的信息对运行的影响很小。与基于规则的方法相比，所有 RL 代理都能够利用可变电价和热存储的灵活性，从而显著降低电力成本和能源消耗。此外，通过所介绍的智能操作，可以节省已安装热泵的大部分标称电能。通过对所有设置运行十个独立的训练和测试周期并获得可重复的结果，证明了该方法的稳健性。
在基本编辑的业务中：从长凳到床边的演变
长期储能（LDES）由于其在可再生可再生电力（VRE）驱动的脱碳，低成本和稳定的网格方面的关键作用而引起了兴趣。当前，开发了多种LDES技术，可以提供8小时以上连续排放的电力。但是，长期计划过程中使用的当前容量扩展模型很少将低成本LDE视为候选技术。如果他们这样做，则模型的存储平衡范围（SBH）通常只考虑非连续的1天期间，这些时期不会捕获LDES在多天甚至季节中转移能量的潜力。解决了现有模型中的这些限制，这项工作探讨了最佳储能在增加SBH连续数天数时的变化方式，以及这些变化将如何影响确定储能未来作用的计划者。我们的分析使用Switch，这是一种开源能力扩展模型，在2050年的零碳场景中，整个西方电力协调委员会（WECC）具有高空间分辨率。我们发现，当存储能源和电源过夜成本分别为$ 13 usd/kwh（或更少）和113美元/kW时，SBH连续的SBH数天数都会改变LDES的总选定功率和能源容量。我们还发现，根据SBH的长度，驱动未来VRE驱动的WECC网格的储存能量量从2.5 TWH到16.0 TWH。最佳存储持续时间（能量比）我们在所有情况下获得10小时至620小时的范围。此外，根据存储成本假设，我们在改变SBH长度时会观察到不同的电荷/放电模式。鉴于我们的结果，我们预计随着越来越多的LDE技术成为商业上可用，在高VRE驱动的网格的长期计划过程中，增加SBH的长度以完全捕获LDES资产的好处至关重要。
应用物理
将稀释的需要二氮浓度掺入传统的III – V合金中会产生带隙能量的显着减少，从而在菌株和带隙工程中带来了独特的机会。然而，宿主基质的理想生长条件与替代二氮的理想生长条件之间的差异导致这些III – V – BI合金的材料质量落后于常规III – V半导体的材料。INSB 1 x BI X虽然在实验上尚未进行，但由于INSB和III – BI材料的理想生长温度相对相对相似，因此是高质量III – V – BI合金的有前途的候选者。通过识别高度动力学上有限的生长状态，我们通过分子束外延展示了高质量INSB 1 x BI X的生长。X射线衍射和Rutherford反向散射光谱法（RBS）测量合金的二晶浓度，并与光滑的表面形态结合，通过原子力显微镜测量，表明Unity-sticking Bismuth掺入了从0.8％到1.5％到1.5％的bismuth浓度，均为0.8％至1.5％。此外，从INSB 1 x BI X中观察到了第一次光致发光，并在230 K时显示了高达7.6 L m的波长延伸，二匹马诱导的带隙还原为29 MeV/％bi。此外，我们报告了INSB 1 x BI X的带隙的温度依赖性，并观察到与传统III – V合金相一致的行为。提出的结果突出了INSB 1 x BI X作为访问Longwave-Infrared的替代新兴候选者的潜力。
