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World File Search System温跃层
储能杂志
本研究分析了基于闭环布雷顿-焦耳循环并与聚光太阳能发电 (CSP) 电厂集成的创新型泵送热能存储 (PTES) 系统的预期性能。集成的 PTES - CSP 电厂包括五台机器（两台压缩机和三台涡轮机）、一个中央接收塔系统、三个水冷却器和三个热能存储 (TES) 罐，而氩气和花岗岩卵石分别被选为工作流体和存储介质。首先对集成电厂的主要部件进行了尺寸测量，以设计一个集成的 PTES-CSP 电厂，其标称净功率为 5 MW，标称存储容量为 6 等效运行小时数。已经在 MATLAB-Simulink 中开发了特定的数学模型来模拟不同操作条件下的 PTES 和 CSP 子系统，并评估三个储罐在充电和放电过程中的温跃层剖面演变。最终开发了一种控制策略，根据电网服务请求、太阳能可用性和 TES 水平来确定工厂的运行模式。考虑到 PTES 子系统在意大利能源市场的整合，分析了该系统在夏季和冬季的性能，以进行套利。结果证明了 PTES 系统与 CSP 工厂混合的技术可行性以及集成系统参与能源套利的能力，尽管与单一 PTES 系统（约 60%）相比，往返效率较低（约 54%）。
概念证明
本文介绍了在世界上第一个电网规模 150 kW e 泵送热能存储 (PHES) 演示系统的调试和测试中开展的研究。该系统采用了两个新型分层填充床热存储器。本研究通过实验研究了其中一个被称为“热存储器”的存储器，其能量存储密度为 1072 MJ/m 3 ，存储温度为 500 ◦ C ，压力为 12 bar。分层存储器是普通填充床存储器的增强版，可提供更高程度的热分层。实验表明，分层可使压力损失降低约 64%，同时产生更窄的温跃层。在考虑标称设计条件下的简单和分层模式操作的情况下，基于第一定律分析计算了往返效率、存储容量和利用率。考虑了两种循环控制场景：基于时间和基于温度。在基于时间的场景中，存储器在两种模式下的性能几乎相似。然而，在基于温度的场景中，分层模式表现更佳。在循环运行期间，分层模式表现更佳，因为它仅在第 3 个循环中就达到稳定状态，且效率、容量和利用率没有任何损失；简单模式的效率具有竞争力，但容量和利用率在每个连续循环后都会下降，并且在第 20 个循环中达到稳定状态。还进行了第二定律分析，以深入了解各种损失及其对性能的影响。
高速海水空调热能储存及其间歇性可再生能源运行
随着发展中国家生活质量的提高和全球变暖，全球对空调的需求正在迅速增加。政府间气候变化专门委员会（IPCC）估计，仅住宅空调的需求就将从 2000 年的每年 300 太瓦时 (TWh/年) 上升到 2050 年的 4000 和 2100 年的 10,000（Henley 2015）。其他估计预测，制冷需求将在 2070 年左右超过供暖需求，如图 1 所示（Isaac and van Vuuren 2009）。空调系统的能源成本可能非常高，特别是在岛屿地区，由于依赖液体化石燃料作为主要发电资源，电力成本通常很高。位于温跃层之下的深海是一个几乎无限的吸热器（冷却源），为在海边开发成本较低的区域制冷系统创造了机会。海水空调 (SWAC) 是一种区域冷却技术，利用深层冷海水进行冷却，即使在热带地区，深层冷海水的温度也可低至 3 – 5 °C (美国国家海洋和大气管理局，2018 年)，如图 2 所示。人们广泛研究了海洋表面和深层海洋之间的温差，以用于发电和海水淡化目的 (Khosravi 等人，2019 年；Jung 和 Hwang，2014 年；Semmari 等人，2012 年；Odum，2000 年)。SWAC 于 1970 年代开始被考虑，并在 1990 年代初获得了发展势头。它适用于热带和赤道地区，这些地区海底水深测量允许使用相当短的冷海水引水管道 (Syed 等人，1991 年)。 SWAC 取代了传统空调系统中使用的冷却器，大大降低了电力消耗和制冷成本（Makai Ocean Engineering 2015 ）。SWAC 系统的电力成本通常比传统空调系统低 80%（Van Ryzin and Leraand 1991；Van Ryzin and Leraand 1992 ），约占 SWAC 总项目成本的 20%（拉丁美洲发展银行 2015 ）。这些制冷需求项目应尽可能大，目的是通过规模经济降低项目总成本