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设计优化创新的分层径向流量高温填充床热能存储
目前的工作介绍了一种创新的分层径向流量堆满的热能储能，能够增强热力和静水性能，从而限制了它们固有的权衡。通过1D-TWO相数值方法，在热力学方面和流体动力学方面都在建模所提出的填充床的热量储能概念的性能。用于工业应用和实验室原型的代表性存储大小被认为是为了突出规模的潜力和原型制作的代表性。形象。研究包括一组主要设计变量以及一组旨在突出主要操作参数影响的敏感性分析的热量存储设计的多目标优化。结果表明，所提出的存储几何形状可以同时优化热力学性能和流体动力性能。相对于统一的径向流量堆积的床存储（相对于轴向流量单位，高于85％），提议的存储单元可以以高于70％的压降降低，而有用的持续时间降低低于5％。工业规模的存储将受益于低宽高比和模块化单元的布置，从而确保系统的灵活性增强并减少了寄生消耗，这要归功于较低的压力损失，同时保证了充电和放电操作的大量有用持续时间。这项工作为未来的原型制作和验证铺平了道路。缩小的原型可以很好地表示所提出的热量储能解决方案的热和水动力行为和验证相关的基础。
岩床热能储存与太阳能集热器的工业应用：模拟、实验和参数分析
供暖约占全球所有最终能源消耗的 50%。为了减少供暖碳排放，必须使用可再生能源。为了解决可再生能源的间歇性问题并提供操作灵活性，需要低成本、多功能的热能存储单元集成系统。岩石基高温热能存储（高达 600 ◦ C）与高温太阳能集热器相结合，为减少中温（100 ◦ C – 250 ◦ C）工业过程中蒸汽锅炉的天然气消耗提供了一种解决方案。本研究使用实验数据开发并验证了现有垂直流 1 MWh 高温热存储单元的二维模型。进行了参数研究以评估关键设计参数及其对温度曲线和充电效率的影响。发现充电效率在 77 – 94 % 范围内。该中试规模模型在数值模型中被扩大到工业级 330 MWh 存储，其中输出温度和流量表示恒定功率输出，同时考虑到太阳能集热器的残余输入热量。
以钠为传热流体的填充床热能存储原型的开发
• 几种替代的钠兼容热存储选项正在开发/商业化 • 固体材料中的显热能存储，例如石墨（Graphite Energy） • 相变材料中的潜在能量存储，例如碳酸盐和氯化物盐（UniSA），Al和Al-Si（Azelio） • 组合显热/潜在能量存储，即嵌入固体基质材料中的PCM，例如石墨中的Al（MGA Thermal）
适用于中温应用的岩床热能储存
图 3 重建下列过程中的温度：a) 600 C/200 m 3 /h 充电，b) 随后 200 m 3 /h 放电。c) 200 C/200 m 3 /h 充电，d) 随后 200 m 3 /h 放电。
包装的床热储能
高温热能储藏越来越重要，它是集中太阳能发电厂的关键组成部分。包装的床储藏代表经济上可行的大规模存储解决方案。目前的工作涉及填充的床热储能的分析和优化。评估了准动态边界条件对存储热力学性能的影响。存储的级别成本是创新的，用于热量存储设计。提出了一种设计包装床热储能的完整方法。这样做，对工业规模填充床进行了全面的多客观优化。结果表明，准动态边界条件导致降低约5％的存储热效率。相反，研究的设计变量对TES LCO的优化的影响仅受准动力边界条件的影响略有影响。纵横比在0.75到0.9之间将最大化存储热效率，而低初步效率在0.47左右会最大程度地减少存储的水平成本。这项工作证明了在优化热能stor年龄时应考虑准动态边界条件。存储的级别成本也可以被视为填充床热能存储的更可靠的性能指标，因为它较少依赖于可变边界条件。
岩床热能储存-CFD分析
热储能过程可分为化学过程和物理过程[14,15]，其中物理储热又细分为显热储热（SHS）和潜热储热（LHS）。SHS 是最简单、最常见的储热形式。在此过程中，热量通过改变材料温度但不改变相态的系统进行交换。床层温度主要通过传导、对流和辐射来改变，从而吸收（或释放）热能。在这些解决方案中，储存材料的温度值变化非常缓慢。显热可以用以下公式描述[14,16,17]：
离散元法分析填充床热能储存中的热棘轮现象填充床热能储存器（
使用离散元法分析填充床热能存储中的热棘轮现象 填充床热能存储 (TES) 在能源技术中发挥着重要作用。在能量吸收过程中，热空气从上到下流过 TES 的内容物。在加热过程中，储热介质（散装材料）的膨胀会导致储热罐壁上的应力增加。这些发生的负载将通过离散模型来考虑。此外，有趣的是，在几个加载和卸载过程中负载如何变化（热棘轮现象）。在本文中，将研究如何使用 DEM 方法对这种行为进行建模。关键词：热能存储（TES）、离散元法（DEM）、热棘轮、热应力、校准 1. 引言 在 NEFI（工业新能源）项目过程中，应利用水泥厂约 300-400°C 的废热进行能量回收。为此，必须实施气流填充床热能存储 (TES) [10] 形式的存储。自 2018 年以来，维也纳技术大学工程设计和材料处理系 (KLFT) 与能源系统和热力学研究所 (IET) 合作开展项目，致力于实现这一目标。简而言之，填充床 TES 是装满散装材料的罐 [9]。散装材料用作储热介质。TES 系统最重要的目标是将热能的产生与其使用分离，因为可再生能源可以被邻近的公司使用。加热过程中，储热介质（块状材料）的膨胀会导致储热罐壁上的应力增加。先前的研究结果 [1]、[6]、[7]、[8] 表明，块状材料的接触力增加以及储热罐壁上相关应力的增加会导致损坏（见图 1）。