LSI 负责整个软件生产过程:建模、设计、实施、管理和开发。 LSI 专门针对新兴应用(健康、家庭自动化、嵌入式系统等),以满足其在安全性、互操作性、用户可接受性等方面的特定需求。作为 Minalogic 竞争力集群的核心,LSI 还参与了国家和欧洲层面的众多工业合作,始终致力于促进技术和专业知识的转移。 LSI 对健康工程的开放是与格勒诺布尔大学医院的临床研究技术创新中心 (CIC-IT) 合作进行的。 LSI 团队所开发的技术自 1995 年以来已申请了大量专利和软件,并创建了 22 个衍生公司。
胶体系统实验控制的最新进展推动了中尺度热力学装置生产的革命。功能性“教科书”发动机,如斯特林循环和卡诺循环,已在远离平衡的胶体系统中生产出来。同时,此类装置的设计和分析也取得了重大的理论进展。在这里,我们使用热力学几何方法来表征与时变热浴接触的参数谐振子的最佳有限时间非平衡循环操作,特别关注布朗卡诺循环。我们推导出最佳参数化的卡诺循环以及另外两个新循环,并将它们耗散的能量、效率和稳态功率产生相互比较,并与之前测试过的卡诺循环实验方案进行比较。我们证明了,与之前实验测试的方案相比,我们的一款发动机的耗散能量提高了 20%,在其他条件下提高了 ∼ 50%,而我们的最终发动机比我们考虑过的其他发动机更高效、更强大。我们的结果为通过实验实现最佳中尺度热机提供了手段。
可再生能源的生长需要灵活,低成本和有效的电气存储,以平衡能源供应和需求之间的MIS匹配。当电力生产高于需求时,Carnot电池通过从电阻加热器或热泵系统中存储热能(充电周期模式)来缓冲电能。当电力需求高于生产时,Carnot电池会从存储的热能(功率周期模式)产生电力。本文是对这一新兴和新技术的评论,包括市场分析。首先,描述了Carnot电池的不同技术和配置。这包括充电周期,功率周期和热量储能系统。此外,还提供了世界上现有原型的最先进。该技术的性能指标尚不清楚,本文试图定义客观绩效指标。最后,比较了所有描述的技术,并得出结论,以帮助工程师为给定情况选择最佳技术。
预计,许多国家未来能源供应将以可再生能源发电为主,这将导致对灵活性选项的需求增加。卡诺电池提供了满足这种灵活性需求的技术前提条件,而且相对容易扩展。本文通过结合能源系统优化模型 REMix 和基于代理的电力市场模型 AMIRIS,研究了卡诺电池未来的经济潜力。REMix 评估能源系统成本最低的基础设施配置以及卡诺电池在其中的作用,而 AMIRIS 则关注这些存储系统的相应盈利能力。建模链应用于 2050 年中欧零排放能源系统的案例研究。为了为有前景的技术开发提供指导,对该系统进行了卡诺电池成本和效率的参数扫描。我们发现,从能源系统设计的角度来看,低成本存储介质的可用性是使用卡诺电池的关键驱动因素。此外,与电化学电池系统相比,卡诺电池与风能的结合具有更长的存储时间,因此具有优势。卡诺电池运营商可以实现正年度毛利润,这取决于系统设计、其在能源系统中的指定角色,尤其是其市场力量和竞标策略等因素。我们得出的结论是,必须充分利用卡诺电池的发展潜力,使其在更大范围内与其他存储技术竞争。
我们基于开放量子动力学理论研究了量子卡诺发动机的效率。该模型包括用于控制等温和等熵过程的子系统以及控制这些过程之间转变的系统-浴 (SB) 相互作用的时间相关外部场。在不同循环频率下,使用这些场下的分层运动方程,在非微扰和非马尔可夫 SB 耦合机制下进行数值模拟。严格评估了应用于整个系统的功和与浴交换的热量。此外,通过将准静态功视为自由能,我们首次计算了量子热力学变量并使用热力学功图分析了模拟结果。对这些图的分析表明,在强 SB 耦合区域,SB 相互作用的场是主要功源,而在其他区域,子系统的场是功源。我们发现,在准静态情况下可实现最大效率,并且效率仅由浴温决定,与 SB 耦合强度无关,这是卡诺定理的数值表现。由 AIP Publishing 独家授权发布。https://doi.org/10.1063/5.0107305
Humbert G,Sciacovelli A,《能源存储杂志》 2023; 64:107132。ge r,[..],Sciacovelli A,应用热工程,2020; 180:115878; Pizzolato,[…],Sciacovelli A,Energy 2020; 203:114797。
摘要:随着能源部门脱碳的努力,电力需求不断增长,其中大部分将由碳中和未来的可再生能源提供。为了平衡大多数可再生能源固有的可变性,需要某种形式的能源储存。在本文中,简要回顾了当前的系统,特别关注卡诺电池,其运行特性、长寿命和低环境足迹使其在日常能源储存方面具有竞争力。开发了一个瞬态模型来模拟卡诺电池的完整运行,该电池由蒸汽压缩热泵和有机朗肯循环以及显热储存组成。确定了关键性能参数,并通过平衡 25 种存储温度范围和热交换器夹点配置的成本和性能进行了帕累托优化。结论是,更宽的存储范围和更高的夹点可以降低成本,因为它们会减小水箱和热交换器的尺寸,并降低效率,因为会为热泵和热机产生不利的温度梯度。确定了一个帕累托前沿,它由 10 种配置组成,这些配置可以优化一个标准,或者平衡两个或多个标准,并得出关于每种配置适用性的结论。
在100%可再生能源系统中,灵活性的要求将大于传统的碳基能系统。需要新技术和系统设置,以提供平衡系统的灵活性。在能源系统中实施电力储藏量可以提供所需的灵活的DE Mand和生产的一部分,尽管这些存储解决方案中的大多数已显示出相对较高的成本。所谓的Carnot电池已显示出比传统电池相对较低的成本,但电力效率降低。 本文研究了Carnot电池的大规模整合在多大程度上在100%可再生能源系统的过渡和运行中起作用。 通过在丹麦100%可再生能源方案中实施Carnot电池,可以确定能量系统效应。 结果表明,潜在的经济利益可能高达60.5 - 66.2欧元/兆瓦时,不包括与投资以及Carnot电池的运营和维护相关的成本。 因此,Carnot电池的大规模整合必须低于此经济阈值,才能与经济相关。 现有的独立Carnot电池的现有概念今天无法实现这些成本,因此应研究降低成本的解决方案。所谓的Carnot电池已显示出比传统电池相对较低的成本,但电力效率降低。本文研究了Carnot电池的大规模整合在多大程度上在100%可再生能源系统的过渡和运行中起作用。通过在丹麦100%可再生能源方案中实施Carnot电池,可以确定能量系统效应。结果表明,潜在的经济利益可能高达60.5 - 66.2欧元/兆瓦时,不包括与投资以及Carnot电池的运营和维护相关的成本。因此,Carnot电池的大规模整合必须低于此经济阈值,才能与经济相关。 现有的独立Carnot电池的现有概念今天无法实现这些成本,因此应研究降低成本的解决方案。因此,Carnot电池的大规模整合必须低于此经济阈值,才能与经济相关。现有的独立Carnot电池的现有概念今天无法实现这些成本,因此应研究降低成本的解决方案。
摘要 卡诺电池是一种新兴的基载电能存储技术。在充电过程中,该概念通过热泵将多余的电能转换为热能。在放电阶段,动力循环将存储的热能转换回电能。基于有机朗肯循环的卡诺电池依靠技术成熟的组件,可以有效整合低温热源,从而达到相当高的效率。然而,热集成的卡诺电池陷入了功率效率、存储大小和热源利用率之间的权衡。本研究提出了两种方法来尽量减少这种三难困境。第一种方案针对包含闪蒸循环的新型循环布局。模拟结果表明,具有两相膨胀器的有机闪蒸循环可提高卡诺电池的效率,特别是对于高存储温度范围,从而实现更紧凑的存储。第二种方案建议将卡诺电池作为可再生能源和区域供热网之间的高度集成链接。这使得卡诺电池成为一种灵活的部门耦合技术,可以根据需求存储和提供电力和热量。
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