免责声明 本信息是根据美国政府机构资助的工作编写的。美国政府及其任何机构或其任何雇员均不对所披露的任何信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或实用性做任何明示或暗示的保证,也不承担任何法律责任或义务,也不表示其使用不会侵犯私有权利。本文以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构对其的认可、推荐或支持。本文表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
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– (1) 垂直围护结构 (+15 o C 至 +30 o C); (2) 屋顶和阁楼 (+35 o C 至 +55 o C) – (3) 空间供暖 (+35 o C 至 +55 o C); (4) 制冷 (0 o C 冰,以及 +5 o C 至 +15 o C - PCM) – (5) 水加热 (+50 o C 至 +65 o C); (6) 废热回收 (+5 o C 至 +20 o C) – (7) 建筑一体化太阳能系统 (+35 o C 至 +70 o C) • 单个 PCM(即使可切换温度)可能无法很好地发挥作用,即使在可能进行不同放置(温度梯度较大)的单个应用中也是如此 • 更好的解决方案 – 针对每种用途和位置的温度精心调整 PCM • 添加剂、封装剂和包装材料不仅占用应用空间,降低整体储热密度,而且还会显著增加价格!
1 ESTSet ú bal,CINEA,塞特乌巴尔理工学院 (IPS),2910-761 Set ú bal,葡萄牙;luis.coelho@estsetubal.ips.pt (LC);amandio.rebola@estsetubal.ips.pt (AR) 2 能源与环境研究实验室,综合(核心)部,雅典国立和卡波迪斯特里安大学,Psachna 校区,34400 Evia,希腊;geodogas@mail.ntua.gr (GD);yiannis.konstantaras@gmail.com (JK);mgrvrachop@uoa.gr (MGV) 3 可再生能源和节约中心 (CRES),Marathonos 19th Km,19009 Pikermi,希腊;abenou@cres.gr (AB);jchoro@cres.gr (JC); kkari@cres.gr (CK) 4 电力系统技术与电力机电一体化研究所,鲁尔大学,44801 波鸿,德国;Sourkounis@enesys.ruhr-uni-bochum.de 5 Z&X 机械安装有限公司 12 Agapinoros Str,帕福斯 8049,塞浦路斯;zinon@zandxgroup.com * 通讯地址:mkoukou@uoa.gr
1 波尔多大学,CNRS,I2M 波尔多,B – timement A11,351 解放路,CEDEX,33405 塔朗斯,法国; clemailhe@gmail.com 2 替代能源合作研究中心(CICenergiGUNE)、巴斯克研究与技术联盟(BRTA)、阿拉瓦科技园区,01510 Vitoria-Gasteiz,西班牙; sdoppiu@cicenergigune.com (SD); jldauvergne@cicenergigune.com (J.-LD); ssantos@cicenergigune.com (SS-M.); epalomo@cicenergigune.com (EPdB) 3 TECNALIA,巴斯克研究与技术联盟 (BRTA),圣塞瓦斯蒂安科技园区,20009 Donostia-San Sebastián,西班牙 4 应用物理学 II,巴斯克大学 UPV-EHU,48940 Leioa,西班牙 5 Amplitude,11 Avenue de Canteranne,Cité de la Photonique,Bâtiment MEROPA,33600 Pessac,法国; alexandre.godin@amplitude-laser.com 6 波尔多大学,CNRS,波尔多 INP,LCPO—UMR5629,16 Avenue Pey Berland,CEDEX,33607 Pessac,法国; guillaume.fleury@u-bordeaux.fr 7 智利天主教大学工程学院建筑学院,Av. Libertador Bernardo O'Higgins 340,圣地亚哥 8331150,智利; frouault@uc.cl 8 Ikerbasque,巴斯克科学基金会,48013 毕尔巴鄂,西班牙 * 通讯地址:marie.duquesne@enscbp.fr
摘要:鉴于建筑领域所需的大量能源,到达未来的可持续能源系统的一个有趣的机会是通往低能建筑的道路。这项工作提出了一种方法,以最佳地整合建筑规模的能源技术(传统和可再生能源),以增强在低碳系统中现有建筑物(通常在能量上的不足)的转换。该方法从经济和环境的角度促进了过渡的可持续性。考虑了操作和设计优化,目的是建议考虑到预期的操作,以提出要安装的技术的最佳能力集。建筑规模的技术与适当的存储单元集成:锂离子电池和热存储(潜热,需要较低的安装空间)。作为一种可调节的可再生技术,系统中包括沼气小型的热量和动力单元。一旦证明了该组件在满足负载方面所起的关键作用,就对该技术的主要能源载体成本对系统设计的影响进行了分析。已经采用了两种优化方法(均基于非线性编程)。结果表明,运营成本可以降低29%。采用了一种合并的方法,该方法同时考虑了操作和设计优化,从而使安装和运营成本降低了27%。在分析的情况下,使用联合优化证实,潜在热存储比电动存储更合适(约为 - 4.5%的成本)。
致谢 ................................................................................................................ iii 摘要 ................................................................................................................................ iv 插图列表 ................................................................................................................ vii 第 1 章。介绍 ............................................................................................................. 1 1.1 热能存储 (TES) ...................................................................................... 2 1.2 相变材料 ...................................................................................................... 3 1.2.1 聚光太阳能发电厂 ............................................................................. 4 2.文献综述 ............................................................................................. 6 3.方法论 ............................................................................................................. 8 4.讨论 ............................................................................................................. 10 4.1 特性 ............................................................................................................. 10 4.2 结果和分析 ............................................................................................................. 10 5.结论................................................................................................................ 14 参考文献................................................................................................................ 15 个人简介.............................................................................................................. 18
摘要。自 2013 年以来,CEA 一直在运营一个名为 LHASSA 的中试级高压水蒸汽设施,该设施旨在测试潜热能存储模块,其运行条件类似于商用直接蒸汽发电 CSP 工厂。连接到该设施的相变材料 (PCM) 存储模块由铝翅片钢管组成,浸入硝酸钠中,并由铝插件包围以增强传热。本文介绍了对该存储模块进行第三次测试的结果,包括在各种运行条件下(固定滑动压力、完全和部分充电水平……)进行的 25 次充电-放电循环。存储测试部分的热性能显示出非常好的可重复性,与之前的测试活动相比没有任何性能下降。一些新的操作策略已成功测试(模拟太阳能场中云瞬变的充电中断、固定压力和变化质量流量的放电、充电-放电转换管理)。
研究了相变材料在带有波纹翅片的矩形外壳中的固液相变。采用基于物理的模型,探索了翅片长度、厚度和波幅对热场和流体流场的影响。将翅片纳入热能存储系统可增加传热表面积和热穿透深度,从而加速熔化过程。波纹翅片比直翅片产生更多的流动扰动,从而提高熔化性能。更长更厚的翅片可提高熔化速度、平均温度和热能存储容量。然而,翅片厚度对热特性的影响似乎微不足道。较大的翅片波幅会增加传热表面积,但会破坏自然对流,从而减慢熔化前沿的进程。开发了一种基于人工神经网络和粒子群优化的替代模型来优化翅片几何形状。与平面翅片相比,优化后的几何形状使每单位质量的热能存储提高了 43%。数据驱动模型预测的液体分数与基于物理的模型的差异小于 1%。所提出的方法提供了对系统行为的全面理解,并有助于热能存储系统的设计。
摘要:相变材料 (PCM) 已成为潜热热能存储 (LHTES) 系统的有前途的解决方案,为在各种工程应用中存储来自可再生能源的能源提供了巨大的潜力。本研究重点是通过将 LHTES 与不同的 PCM 罐配置集成来优化太阳能冷却系统。研究选择了 TRNSYS 仿真软件,并使用从实验室系统原型收集的实验数据进行系统验证。结果表明,使用 PCM 可显著降低 6.2% 的辅助能耗。此外,与不使用 PCM 相比,使用 PCM 时,从储罐到辅助流体加热器的热载体温度流超过 90 ◦ C 的时间延长了 27.8%。在多变的天气条件下,在 LHTES 中使用 PCM 更有效。在观察到天气条件变化的那一天,大约 98% 的冷却负荷是由产生的太阳能提供的。研究结果可用于优化太阳能冷却系统,这将有助于减少使用不可再生燃料的冷却系统对环境的影响。