摘要 地热发电的普遍优势是其可靠性和基载能力。然而,未来的能源系统需要可靠的能源,这些能源还能对需求的变化做出快速反应。可逆有机朗肯循环 (ORC) 也可用作高温热泵 (HTHP),使地热系统能够更灵活地运行。与区域供热系统和/或储热系统 (例如 HT-UTES) 相结合,可逆 ORC 可以响应电网的需求,从地热盐水中发电或在 HTHP 模式下消耗电力。通过实施存储系统,HTHP 运行期间产生的高温热量可用于在以后增加地热电力输出。这项工作概述了可逆 ORC 在地热系统中的应用和灵活性潜力,并介绍了此类系统的潜在系统布局。
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摘要 卡诺电池被认为是一种有前途的适用于中型和大型应用的电-热-电存储技术。最近,有人提出在卡诺电池中使用两用热机。在这样的系统中,单个装置在充电期间充当热泵(HP,压缩机操作)或在放电期间充当有机朗肯循环(ORC,膨胀机操作)。与使用两台独立机器的传统卡诺电池相比,这种配置降低了该技术的投资成本。已经在小型(1 kW el)卡诺电池中试工厂使用单个涡旋压缩机/膨胀机进行了实验活动。在充电和放电模式下都测试了广泛的操作条件。讨论了系统电荷对两种操作模式下可获得工作点的影响。研究发现,在 HP 模式下运行系统所需的系统电荷低于 ORC 模式。在这些低电荷下,增加 HP 模式下的电荷对系统在较高源温和散热器温度下的性能有积极影响。在 ORC 模式的较高电荷下,发现增加系统电荷对研究的运行范围内的系统启动有积极影响。除了定性讨论外,还对系统和涡旋机进行了定量研究。
有机朗肯循环 (ORC) 是一种热力学循环,利用有机工作流体在封闭系统中将热量转化为机械能以产生电能。它也是一种热回收技术,可以在低温下使用热量,使其成为一种具有成本效益和更高能源效率的有前途的热力学循环。然而,ORC 系统的总效率取决于膨胀机特性和工作流体特性与系统热力学循环参数的兼容性。本研究旨在使用综合综述方法分析 ORC 系统作为热回收技术的开发。综合综述方法的目的是审查知识库,其中的审查是批判性的,并有可能概念化和扩展已开发的理论基础。在这种情况下,第一个分析是关于 ORC 系统参数的文献研究。此外,进一步讨论了 ORC 系统的开发和优化,以分析其在各种应用中的能力。已经报告了工作流体、组件优化和系统配置,以进行可能的改进。此外,该 ORC 系统可用作开发各种可再生能源的技术,包括太阳能、生物质能、地热能和废热。此外,还评估了该系统在开发其能力和潜力方面的环境和经济效益。结果表明,将 ORC 系统集成到各种可再生能源中可以提供正常运行、更好的效率以及增加功率和减少污染等优势。
摘要。热能存储(TES)已成为现代电力工程的主要研究课题之一。TES 设备和系统的设计取决于其应用。不同的热能存储材料(例如固体、液体或相变材料)可应用于 TES 设备。热能存储材料的选择主要取决于 TES 设备的热功率和工作温度范围。这些设备和系统应用于不同的能源转换系统,包括太阳能发电厂或热电联产 (CHP) 站。在其他行业(例如冶金业)中也会考虑使用 TES 设备。TES 设备在有机朗肯循环 (ORC) 系统中的应用前景尤其光明。这些系统通常利用浮动热源,例如太阳能、废热等。因此,TES 设备可用作 ORC 系统的蒸发器,以稳定这些波动。本文讨论了应用于 ORC 的 TES 设备中可能使用的热能存储材料。此外,还报告了与评估参数相关的建模结果,这些评估参数可用于确定使用不同低沸点工作流体的 ORC 系统的 TES 设备的尺寸。工作流体的热性质取自 CoolProp。还提供了不同 TES 材料的热容量函数,并采用 MATLAB 进行计算。结果表明,基于模拟,TES 与工作流体的自然特性梯度 (ζ (T b )) 趋于减小。本文提出的结果提供了一个新的观点,可供科学家和工程师在设计和实施专用于 ORC 动力系统的 TES 蒸发器时使用。
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。
克拉马斯瀑布市地热资源丰富。1964 年,俄勒冈理工学院 (OIT) 将其克拉马斯瀑布校区迁至相对较浅的地热储层,利用热水为校园建筑供暖(16 栋建筑,建筑面积约 100 万平方英尺)。地热区域供热系统使用三个生产井供应 192⁰F 至 197⁰F 的热水。废水通过两个注入井返回储层。2010 年,地热供热系统进行了改造,包括一个 280 kW(总功率)的 Pratt & Whitney PureCycle 模块化有机朗肯循环 (ORC) 发电厂和一个水冷塔。ORC 循环用于将低温热能转化为电能。这是世界上第一个大学校园地热热电联产项目。