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能源转换与管理
为了鼓励脱碳并推动可再生能源在所有能源领域的广泛渗透，开发高效的能源存储系统至关重要。有趣的电网规模电力存储技术是卡诺电池，其工作原理是基于以热能的形式储存电能。充电阶段通过热泵循环进行，放电阶段通过热机进行。由于涉及热能和电能流，可以采用卡诺电池为热电能源系统提供更大的灵活性。为此，需要有效的调度策略来管理不同的能量流。在此背景下，本文提出了一种详细的基于规则的控制策略来调度集成到区域供热变电站和光伏电站的 10 kWe 可逆热泵/有机朗肯循环卡诺电池的协同工作，以满足当地用户的热能和电力需求。卡诺电池与区域供热变电站的结合，可以通过卡诺电池储存的热能来降低热能需求峰值，从而缩小区域供热变电站的规模，并大幅降低投资成本。由于所涉及的能量流多种多样，运行模式也多种多样，因此开发了一种卡诺电池调度逻辑，以根据边界条件最大限度地降低系统运行成本。为了研究主要系统设计参数的影响，采用了详细而精确的卡诺电池模型。研究了两种具有不同热泵冷源布置的参考系统变体。在第一种情况下，热泵从免费废热中吸收热能。在第二种情况下，热泵冷源是区域供热变电站的回流分支。模拟结果表明，在第一种情况下，卡诺电池可以使区域供热变电站的规模缩小 47%，每年可带来 5000 多欧元的收益。大约 70% 的经济效益归因于可以减少区域供热变电站的功率大小，从 300 kW 减少到 500 kW 以上。估计回收期不到 9 年，而在第二种情况下，卡诺电池无法提供收益。最后，通过广泛的敏感性分析研究了一些参数（例如光伏电站表面、存储量、电价曲线和可逆热泵/有机朗肯循环特定投资成本）对系统技术经济性能的影响。根据结果，光伏板表面对经济收益没有显著影响，而存储容量对系统调度和运营成本有很强的影响。事实上，可以确定，对于所考虑的应用，13 m 3 是可使回收期最短为 8.22 年的存储量大小。如果热能价格不上涨，而电价上涨，则会导致经济收益下降，因为从经济平衡来看，缩小区域供热规模所带来的好处并不那么重要。可逆热泵/有机朗肯循环的单位投资成本不影响运行成本；因此，它不会改变卡诺电池管理，也不会改变经济收益。单位投资成本影响回收期，回收期从单位成本 2000 欧元/千瓦时 (€2000) 的 8.6 年增加到单位成本 5000 欧元/千瓦时 (€2000) 的 15.7 年。
水电作为欧洲绿色协议中能源转型的催化剂第一部分：绿色协议的紧迫性和水电的作用
摘要 . 欧盟的目标是到 2050 年成为第一个碳中和大陆。为了实现这一目标并将大量太阳能和风能发电整合到电网中，欧洲可以依赖水电的高存储量和灵活容量。因此，需要新建水库并创新使用现有水库，为这项前所未有的欧洲绿色协议做出有效贡献。由 H2020 研究计划资助的欧洲水电项目旨在确定水库的创新用途并优先考虑相关创新行动，以建立具有高灵活性和可再生能源份额的能源系统。该项目的可交付成果是一份研究和创新议程 (RIA)，其中列出了最重要的战略研究和创新方向，以及一份战略行业路线图 (SIR)，其中解决了水电行业的非技术行动和要求。本文描述了该项目的愿景：“水电作为能源转型的催化剂”。本文（第一部分）概述并讨论了绿色协议和水电的作用。在论文的第二部分，在强调了欧洲水电所处的复杂环境和生物多样性的挑战之后，介绍了主要的创新和研究方向（摘自 RIA）以及以可持续、高效和经济的方式结合多用途水电的主要步骤（摘自 SIR）。
通过电力到天然气和水下压缩空气系统的尺寸和运行储能的尺寸和运行
摘要。在大规模可再生能源存储的可能解决方案中，电力对气（P2G）和压缩空气储能（CAES）似乎非常有前途。在这项工作中，P2G和基于水下存储量的创新类型的CAE（UW-CAE）可以从技术经济的角度比较，当与48 MW E海上风力发电厂结合使用时，可以选择适当的位置，以适合高生产率和有利的海底深度。采用优化模型来研究系统设计和操作，最大程度地提高寿命的盈利能力，同时考虑差异安装和运营成本，产品的市场价值（即氢气和电力）以及技术约束。在当前的经济和技术情况下，所得的P2G系统具有标称功率，相当于风停止容量的10％，氢存储缓冲液较小。另一方面，UWCAES的压缩机和涡轮机的标称功率接近全风电场，需要大的水下压缩空气储罐。这两种选择都显着影响风电厂的管理，但两个系统的最有益应用是不同的：P2G导致紧凑而柔性的单元，而UW-CAES能够利用更高的平均转换效率（约80％的圆旅）来利用更高的安装功率和投资成本。无论如何，考虑到当前的框架，最终的经济学仍然不足，但是它们的竞争力可以改善与下一未来能源市场的预期发展相吻合。
一项关于能源储能和负载配给在减轻2021年德克萨斯电力停电影响
摘要 - 在2021年2月，一场空前的冬季风暴席卷了美国，严重影响了德克萨斯州的电网，导致超过450万客户的电力服务中断。本文评估了在实际电网中现实情况下客户经历的负载损失。它还对使用储能和负载配给来减轻旋转停电对网格的不利影响进行了初步研究。据估计，如果储能是唯一的技术选择，则需要总安装容量为920 GWH的公用事业规模的电池存储系统才能完全抵消德克萨斯州停电期间的负载脱落。我们的仿真结果表明，在系统上实施20％的负载配给可能会使估计的储能容量减少85％。此估计是使用2月15日至2021年2月18日的预测能力和需求文件获得的。认识到，实际部署这种尺寸的储能将是非常具有挑战性的，因此研究了减少颗粒状需求的方法，以作为利用储能来最大化消费者的生存能力的一种手段。初步案例研究表明，在这种极端天气条件下，将负载配给和适当的能量存储量相结合的潜力可能会为电网提供大大改善。索引术语 - 能源存储，负载配给，可再生能源，网格弹性
洼地湿地水库蓄水量...
• 此次评估验证了使用机载激光雷达精确测量低地势景观中的洼地湿地海拔和形态。• 德玛瓦半岛上大多数 (58%) 已识别的洼地被归类为之前转化的农田。• 另外 18% 的已识别洼地为混合土地使用（即农田和林地），其中许多可能已被排干。• 与已识别洼地相关的总估计存储量为 35,900 公顷，包括 16,900 公顷农田、12,400 公顷林地和 6,600 公顷混合林地和农田。• 中大西洋地区恢复的湿地研究地点的蓄水量远低于林地和农田上的平均洼地，这表明有可能提高湿地恢复的效果，从而提高德玛瓦景观的蓄水量。• 总体而言，德玛瓦半岛的农业景观具有很高的增加地表水蓄水量的能力，并且可以从实施湿地恢复和排水控制结构中受益。• 当土地所有者恢复湿地时，潜在收益很大，特别是在先前转换的农田对作物生产无益的地方。在沟渠和排水沟上的控制排水结构可用于增加先前转换的农田（目前是生产性农田）的季节性蓄水能力。剩余的森林天然湿地储存了大量的地表水，支持调节自然灾害（例如洪水）和农业景观内的水文流量服务。
知识差距在量化海洋中碳生物存储的气候变化响应
摘要海洋负责吸收人为CO的25％的25％的排放量，而存储量是大气的50倍。海洋中的生物过程起着关键作用，使大气中的CO 2水平比以前低约200 ppm。海洋具有占用和存储CO 2的能力对气候变化很敏感，但是有助于海洋碳储存的关键生物学过程尚不确定，这些过程的响应和反馈方式也是如此。因此，生物地球化学模型在其相关过程的代表方面差异很大，在未来的海洋碳储存的预测中驱动了很大的不确定性。本综述确定了影响海洋碳储存方式未来在三个主题领域的未来如何变化的关键生物学过程：生物学对碱度，净初级生产和内部呼吸的贡献。我们对现有文献进行了审查，以确定在影响未来生物学介导的碳在海洋中储存的过程，并根据专家评估和社区调查确定过程的优先级。专家评估和调查中的高度排名过程都是：对于碱度 - 对碳酸钙产量的高水平理解；对于初级生产 - 资源限制增长，浮游动物过程和浮游植物损失过程；用于呼吸 - 微生物溶解，颗粒特征和粒子类型。此处提供的分析旨在支持针对新过程理解的未来领域或实验室实验，以及旨在实现生物地球化学模型开发的建模工作。
碳捕获和存储在实现净零能源系统中的作用：经济学与环境之间的权衡
碳捕获和储存既可以减少温室气体的排放，又可以提供负排放，以促进向零净社会的过渡。在跨部门能源系统模型中研究了碳捕获和储存的贡献。但是，这种模型通常专注于成本和温室气体的排放，而仅研究单个技术的更广泛的环境影响。在这里，我们通过将能源系统建模与生命周期评估相结合，分析了向零排放的经济和环境影响。我们专注于二氧化碳存储对经济或环境影响的含义。在我们对德国能源系统的过渡到2045年的调查中，零排放需要最少的碳捕获和储存量。然而，通过避免投资于材料密集型技术，例如在具有低发电潜力的领域的领域，将二氧化碳储存量增加到最低量的最低量显着降低了16个影响类别中13个影响类别中的成本和环境影响。在没有电力进口的情况下，二氧化碳存储在2045年的118吨至379吨之间，当二氧化碳存储量最小化时，成本增加了105％。为消除储存的最后23吨二氧化碳而产生的成本增加84％。应用碳捕获和存放的好处是可再生电力进口和需要补偿的残余排放量的变化。因此，结果表明，碳捕获和储存可以在过渡到温室气体排放以外的净零能源系统中提供经济和环境利益。
等容与等压绝热压缩空气储能的比较分析
摘要：绝热压缩空气储能 (ACAES) 被认为是一种有前途的、电网规模的中长期储能技术。在 ACAES 中，空气存储可能是等容（恒定体积）或等压（恒定压力）。等容存储，其中内部压力在系统充电和放电时在上限和下限之间循环，在机械上更简单，但它会导致不良的热力学后果，从而损害 ACAES 的整体性能。等压存储可能是一种有价值的替代方案：存储量会发生变化，以抵消当空气质量进入或离开高压存储时可能发生的压力和温度变化。在本文中，我们基于预期的 ACAES 和现有的 CAES 系统特征开发了一个热力学模型，以比较等容和等压存储的效果。重要的是，通过使用二阶多项式拟合等熵压缩机效率，包括由于滑动存储压力导致的非设计压缩机性能。对于我们建模的系统，等压系统往返效率 (RTE) 达到 61.5%。即使不考虑压缩机非设计性能下降，等容系统也能达到 57.8%。这一事实与因节流和混合不同温度下储存的热量而产生的固有损失有关。在我们的基准情景中，等熵压缩机效率在 55% 到 85% 之间变化，等容系统 RTE 比等压系统低约 10%。这些结果表明，CAES 的等压储存值得进一步开发。我们建议后续工作研究能量流以及等压储存机制的可扩展性挑战。
SAP NetWeaver 应用服务器 ABAP/Java 与 Oracle Exadata Cloud@Customer X10M
• 每个 VM 的本地存储量决定了可以在 VM 中部署多少个用于数据库安装的 Oracle 数据库主目录 ( ORACLE_HOME )。Oracle 数据库主目录会随着时间的推移而增长，并且对于使用所需的 SAP 捆绑补丁进行持续维护，需要多个 Oracle 数据库主目录副本 ( SAP 说明 2799959 )。对于 SAP NetWeaver 部署，Oracle 数据库主目录需要 200 GB 的磁盘空间，并且需要三年的时间，不包括每个 VM 的 184 GB 固定开销（用于操作系统和网格基础架构）。每个 VM 群集的最大 SAP NetWeaver 数据库数量取决于 Oracle 数据库主目录的配置方式。如果 SAP NetWeaver 数据库使用自己的 Oracle 数据库主目录，则每个 VM 群集最多只能使用四个 SAP NetWeaver 数据库。如果将共享的 Oracle 数据库主目录用于同一 Oracle 数据库版本的多个 SAP NetWeaver 数据库，则可以在 VM 群集上使用更多 SAP NetWeaver 数据库。可在 VM 集群上配置的使用共享 Oracle Database home 的 SAP NetWeaver 数据库的数量取决于数据库的大小以及在 VM 集群节点上运行的数据库实例所需的主内存量。需要进行适当仔细的规模调整，以确定运行 SAP NetWeaver 环境所需的 Exadata Cloud@Customer X10M 系统。
含水层热能储存系统之间的相互作用
摘要 含水层热能存储 (ATES) 是一种节能技术，通过在含水层中存储热水和冷水来为建筑物提供供暖和制冷。在对 ATES 需求量大的地区，ATES 的采用导致了含水层的拥堵问题。通过减少相同温度的井之间的距离，可以增加含水层中存储的热能回收量，同时保证单个系统的性能。虽然这种方法在实践中得到了实施，但对其如何影响回收效率和所需的泵送能量的理解仍然缺乏。在本研究中，量化了井位对单个系统性能的影响，并制定了规划和设计指南。结果表明，当将相同温度的井的热区组合在一起时，单个系统的热回收效率会提高，这是因为发生损失的热区表面积减少。发现存储量小且井筛长的系统热回收效率提高幅度最大。对于储存量为 250,000 立方米 / 年的中等规模系统，热采效率相对增加 12%，对于小型系统（50,000 立方米 / 年），热采效率相对增加 25%。根据热采效率增加与泵送能量增加之间的权衡，同温井之间的最佳距离为热半径的 0.5 倍。相反温度的井之间的距离必须大于热半径的三倍，以避免产生负面相互作用。