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储能杂志
Carnot电池（CB）已被开发为竞争性的大规模储能技术。但是，低温CB的低功率到功率（P2P）抑制其应用。考虑到可能的实际操作方案，在本工作中提出了一种新型的低温CB配置，它通过将液化天然气（LNG）冷能将其整合到有机朗金循环（ORC）中作为散热器。通过结合ORC和LNG涡轮机产生的功率来实现P2P效率的突破。通过已建立的热力学模型进行了LNG-CB和碱性CB（水冷却）的能量和自我分析。还研究了关键操作参数对系统性能的影响。所提出的LNG-CB在将P2P效率提高2.31升至4.52倍的方面，比基本CB具有巨大的优势。在120 O C的热量存储温度和7 MPa的LNG压力下，最大P2P效率为222.47％。该LNG-CB可以进一步优化，并有望将来建造实用的大规模储能系统。
采用 ORC 的 CSP-化石燃料混合发电厂
在寻求可持续能源解决方案的过程中，混合发电系统已成为传统化石燃料电厂的有前途的替代品 [1-5]。本研究探讨了聚光太阳能发电 (CSP) 与化石燃料技术的结合，并通过有机朗肯循环 (ORC) 加以增强，以实现能源效率和运营灵活性方面的协同效益。CSP 和 ORC 的结合允许将太阳能热能与传统化石燃料一起利用，缓解与可再生能源相关的间歇性问题，并优化整体电厂性能。本文进行了全面的热分析，以研究混合系统内的传热动力学和能量转换过程。此外，还评估了动态特性，以评估系统对不同运行条件的响应能力及其无缝电网集成的潜力。研究结果强调了采用 ORC 的 CSP-化石混合电厂对可持续能源发电做出重大贡献的潜力，并深入了解了它们的技术进步和环境效益。本介绍概述了集成 CSP 和 ORC 的混合电厂的重要性 [6]，以及热分析和动态特性研究的目标和重点。
![arxiv：2502.11082v1 [Physics.App-ph] 2025年2月16日](/simg/0\0581b00c27e76902471366a5a8acab3c4cf0f085.webp)
arxiv：2502.11082v1 [Physics.App-ph] 2025年2月16日
达到碳Not效率的热力学气体功率周期需要等温膨胀，13与过程缓慢相关，并导致功率输出可忽略不计。这项研究14提出了一种实用方法，用于快速接近等温气体的扩张，促进有效的热量15发动机而无需牺牲功率。该方法涉及传热16液体中的气泡膨胀，从而确保有效且近等温热的交换。混合物通过17个收敛的喷嘴加速，将热能转化为动能。利用这些喷嘴的等温膨胀的新型有机18蒸气循环建议利用低19年级的热源。空气和水的喷嘴实验产生的多质指数<1.052，20比绝热扩张高达71％的工作提取。在小尺度21加热发动机上的模拟表明，使用这些喷嘴进行推力产生，可以减少热量22在周期中传输不可逆性，从而使功率输出23高达19％的功率输出23。这项工作为有效的24个高功率热力解决方案铺平了道路。25
地热：主要技术，应用条件...
如果来源的温度不那么高，或者您想提高植物的生产，则可以使用二进制周期技术（Tomasini-Montenegro等al。，2017年）。这项技术将兰金循环用作基础，该基础在第一种流体中使用地热源的热量，该液体在封闭循环中加热了第二液（Tomasini-Montenegro等）al。，2017年）。第二液通过加热周期，膨胀，凝结和压缩，导致液体被加热，蒸发，将热量转移到与发电机的涡轮机上，并在最低温度流体下（Tomasini-Montenegroet。Tomasini-Montenegroet。al。，2017年）。使用低于第一个的沸腾温度，可以在低于150ºC的来源中使用该技术（Lund等al。，2008）。
热量和电力地热植物优化的多目标方法
摘要：本文介绍了地热植物的名义条件的设计和操作的同时优化，在该植物的名义条件下，地热流体分为两个流以供应有机的兰金循环（ORC）和区域加热网络（DHN）。还研究了DHN的拓扑结构。使用GAMS软件制定并解决了混合整数非线性编程（MINLP）优化问题，以确定ORC的大小和DHN拓扑。在这项研究中，仅将R-245FA用作ORC工作流体，在ORC中考虑了可选的内部热交换器（IHE），并且DHN中的消费者可以确定或可选。通过最大化年度净利润并最大程度地减少工厂中的充分损失来进行多目标优化。使用目标函数的加权总和用于解决问题。通过改变重量因子，获得了帕累托阵线，并与理想但不可行的解决方案的距离允许选择最佳折衷。根据重量因子观察到四种不同的DHN拓扑。使用合适的标准做出决定，所选的配置对应于最小的利润价值最小的DHN。敏感分析表明，如果地热温度较低，无论重量因素如何，都可以获得独特的DHN拓扑。
基于ORC的抽水的热经济潜力...
但是，具有高储物容量的已建立的电力储存技术具有显着的缺点：泵送 - 存储水力发电（PSH）和加压储存（CAES）的特定费用较低，但地理上是限制的。[2]作为PSH和CAE的替代方案，预计大规模的电池存储系统的特定成本更高。[1]此外，电池存储系统需要特定的材料（例如锂的生产）。对于其他应用，例如电动汽车或电动设备，也需要锂，从而导致潜在的供应问题，而无需高回收率。[3]除了既定的存储技术，功率到水平的能力（PTH 2 TP）和甲烷到功率（PTCH 4 TP）外，将来还具有有希望的前景，尤其是对于长期存储而言。[4]但是，这些技术尚未开发用于大规模的电力存储。储存电力的有希望的替代技术是泵送电力存储（PTES）。[5] PTES系统使用热泵（HP）将电力转换为热量。然后将热量发送到热存储系统。使用加热发动机（HE）将存储的热能重新转换为电力。PTES系统具有没有地质限制的地理功能。[6]因此，可以避免使用长的电力运输。此外，还使用了仅使用钢等丰富材料来构建PTES系统。[11 - 13]基于焦耳的PTES系统承诺有利于70％左右的往返货币。文献根据HP区分了PTES系统的三种主要类型，他使用的过程：基于焦耳的PTES系统，[7,8]跨临界PTES Systems，[9,10]和基于Rankine的PTES Systems。[7,8]但是，这些高系统效率依赖于高耐高力压缩机和扩展器，例如基于焦耳的PTES系统具有高度高的投资成本（SIC），高达6000美元$ KW 1 EL。[14]
瞬态条件下卡诺电池的热经济性优化
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。
太阳能辅助二进制蒸气的热力学分析...
本评论文章的主要重点是检查用于从蒸汽主导的资源中发电的电源周期。它讨论了跨批判性CO 2（T-CO 2）功率周期和兰金周期的现象，这些循环已由许多学者进行了广泛的研究。该文章还使用双元周期，地热发电厂和太阳能辅助发电厂简要探索了基于燃料电池的发电厂。本文介绍了这些植物的发电，热效率，能效和发电效率的信息。调查表明，地热发电厂的热效率从6.5％到16.63％，并且驱动效率从7.95％到82％不等，在199.1 kW到19,448 kW的范围内产生功率。太阳能发电厂生产的电源在550.9 kW至4500 kW之间，能源效率在21.93％至57％之间，并且发电效率在50.5％至64.92％之间。使用NH 3 +H 2 O作为工作流体的燃料电池发电厂从1015 kW到20125 kW，热效率在25.4％至70.3％，并且热效率在12.1％和36％之间。本文在这些情况下强调了卡利纳周期的使用。
基于微系统的混合可再生能源系统...
混合可再生能源系统 (HRES) 被视为克服某些可再生能源（如太阳能和风能）波动性和随机性的解决方案。将波动的可再生能源与可控能源（如生物质燃料微型热电联产）相结合，构成了可显着减少 CO 2 排放和一次能源消耗的 HRES。本文旨在回顾基于微型热电联产的混合可再生能源系统的研究工作，并提出优化太阳能微型热电联产系统的案例研究。首先，根据原动机技术介绍可再生能源燃料微型热电联产系统：斯特林发动机、有机朗肯循环和光伏热能 (PVT)。根据不同原动机的优点、缺点和市场可用性对其进行评估。接下来，总结了包括太阳能和微型热电联产技术在内的混合可再生能源系统的几项研究工作，并强调了关键发现。最后，介绍了案例研究的结果，以论证系统混合的必要性。结果表明，需要更多关于 HRES 的实验数据以及关于能源管理策略和随机优化模型的研究工作。案例研究的结果显示，最大热可靠性和电可靠性分别为 68% 和 70%。优化的 PVT/电池/热存储系统无法满足案例研究的所有能源需求，但需要支持热源和电力来源。
人工智能、机器学习和...杂志
在工业机器人系统的数学建模中，Denavit 和 Hartenberg 符号最为重要，因为它提供了一种编写机械手运动方程的标准方法。这对于串联机械手尤其有用，因为串联机械手使用矩阵来表示一个物体相对于另一个物体的姿势（位置和方向）。Jacques Denavit 和 Richard Hartenberg 于 1955 年引入了这一惯例，以标准化空间链接参考系统的坐标。机器人工程系统有助于基于朗肯循环的热电发电系统需要监测由于蒸汽流动导致的管道壁厚减小，这是由于老化过程（例如侵蚀和加速腐蚀过程）造成的。检查困难与恶劣环境（50 o C 和 100% 相对湿度）和具有复杂几何形状的空间有关，例如管道曲线及其支撑结构。这项工作提出了一个监控程序，该程序集成了使用机器人系统和工业 4.0 技术执行的壁厚检查，以处理收集的数据并在整个组织中传播信息。该机器人系统采用“数字孪生”技术开发，这是一种非常逼真的虚拟建模方案，可以与现实世界环境进行交互。它们包括设备和执行检查过程的所有步骤。管壁厚度监测系统将在安格拉 1 号核电站（巴西）使用。