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未来小型聚光太阳能发电系统热电子发生器的技术经济评估
摘要：小型聚光太阳能发电厂目前尚未普及，因为其平准化电力成本 (LCoE) 过高，而容量 >100 MW 的 CSP 发电厂的 LCoE 低于 20 cEUR/kWh。在 CSP 发电厂内集成固态转换器可以提高整个技术的可扩展性和经济竞争力，尤其是在较小规模下，因为固态转换器的转换效率与尺寸的相关性较弱。本文提出了一种带有高温热电子能量转换器 (TEC) 的系统，以及设计为即使提供高浓度比也很便宜的光学聚光器，以提高 CSP 发电厂的成本效益，从而实现经济可持续性和市场竞争力。这是可能的，因为 TEC 可以充当转换顶循环，直接产生电能，通过应用实际条件估计可能的转换效率为 24.8%，并为二次热阶段提供有用的热流。根据光学聚光器和 TEC 开发既定的技术规范，并根据合理的经济假设，估计总工厂转换效率为 35.5%，LCoE 为 6.9 cEUR/kW，并考虑到 1 MW 输入太阳能系统配备 8 小时储能罐的可能性。与其他可用的小容量可再生能源技术相比，计算得出的预测值极具竞争力，并为加速部署技术努力以展示所提出的解决方案开辟了道路。
用于储存工业余热的钻孔热能存储系统：性能评估和建模
钻孔储热系统利用附近的多个钻孔将能量直接储存在地下，热载体（通常是水）在钻孔中循环。到目前为止，以输送热量为目的的钻孔储热主要用于储存太阳能热能。然后，钻孔储热被纳入太阳能供暖系统，用于为单个住宅区供暖，以减少太阳辐射和供暖需求之间的季节性不匹配，并增加供暖系统中太阳能的比例。对于这种钻孔热存储应用，存储的能量可以通过太阳能集热器表面的大小来控制。然而，对于工业钻孔储热应用，可储存的能量取决于设施中可用的多余热量。此外，一个行业通常有几种耗能过程，由于操作随时间变化以及产生热量的不同质量，需要对哪些过程应集成到热回收系统中以及如何设计钻孔储热本身进行选择。此外，计算工业设施中可供储存的热量时，需要对储存过程中要包括的各个热流进行测量数据，这意味着，对于工业钻孔储热应用，这必须比用于太阳能储存的钻孔储热更加具体地进行，对于太阳能储存的钻孔储热，大多数位置都可以直接获得用于此计算的历史太阳辐射数据。
通过扫描电子显微镜检查的砂岩岩石的纹理依赖性热性能
沉积岩被广泛用作地质储层，并用作地理能源系统的宿主岩石。沉积岩的热性能，例如热有导度，热扩散率和体积特异性热量，在适合这些应用中起着至关重要的作用。这项研究使用扫描电子显微镜（SEM）分析研究了30种不同的砂岩样品的热性能。比较具有不同热性能的岩石样品的SEM图像，以分析纹理特性如何影响热性能。我们的结果表明，沉积岩的热性能高度取决于其质地。特别是，我们发现具有较高粗糙度的岩石倾向于表现出较低的导热率和热扩散率。毛孔和裂缝的存在影响了砂岩岩石检查的热特性。从图像中提取的平均表面粗糙度显示出强大的负电导率和扩散率（分别为−0.59和-0.6），而实验得出的是，由于其复合效应对热传递的效果可能会导致孔，裂纹和空隙区域的阴性负相关（-0.18和 - 0.17）的显而易见的负相关性（-0.18和 - 0.17）。空隙的大小，形状和分布会影响传热，互连的空隙为热流提供网络，而较小的空隙更有效地捕获热量。沉积岩的质地在确定其热性能中起着至关重要的作用。[doi：10.1115/1.4064030]该知识可用于优化对应用中砂岩储层的潜力的理解，例如地热能或热能存储。
热开关控制固态电气冷却器
基于电源材料的制冷系统被认为是当前基于蒸气压缩设备的潜在替代方案。这些系统提供更接近Carnot限制的晶状体，同时还与微型化，紧凑性和集成到电子设备和可穿戴设备中。已经提出了几种原型，主要依靠机械和流体运动进行传热，这阻止了这些系统达到更高的操作频率，良好的热接触和低损失。一动不动的电源固态设备已经概念化了，但是它们的相对复杂性已阻碍了原型。在这项工作中，我们研究了依靠热电开关来控制热流的固态电局冷却器的性能。我们的设备操作模式通过通过热开关被动吸收热量来最大程度地减少能源消耗。在稳态热传播模型之后，评估了一组广泛的参数，覆盖运行温度，材料特性，几何特征，操作频率和材料极化损失，评估了一组广泛的参数，评估了施加的电流，吸收的热量，功耗和性能。我们估计COP高于1的COP，最大温度（对于不同的材料特性，几何因素或EC损失）和绝热温度的变化比施加的温度跨度高1 k。较高的温度跨度在6至10 K的率COP之间的0.1阶段，导致功耗显着增加。这些结果旨在在选择材料，温度和几何形状方面指导对这些固态设备的研究。
Jolie，E.，Scott，S.，Faulds，J.，Chambefort，I。Jolie，E.，Scott，S.，Faulds，J.，Chambefort，I。
发电的地质资源的地质控制Egbert Jolie 1，Samuel Scott 2,3，James Faulds 4，Isabelle Chambefort 5，GuðniAxelsson 6，Luis CarlosGutiérrez-Negrirez-Negrín7，Si-Mona Regenspurg 1，Moritz Ziegler and Alex and Bridget and Bridget Morester and and and and arex yyter and。 Teklemariam Zemedkun 9摘要|气候危机构成的威胁迫切需要可持续的绿色能源。地热资源有可能到2050年提供多达150 GWE的可持续能源。然而，成功定位和钻孔地热井的关键挑战是了解地下的异质结构如何控制可剥削的液体储层的存在。在这篇综述中，我们讨论了关键的地质因素如何促进将中等温度与高温地热资源盈利的利用来产生发电。地热活动的主要驱动因素是地壳热流，它集中在活跃的岩浆和/或地壳变薄的区域。可渗透的结构（例如故障）对局部流体流动模式进行主要控制，其中大多数上流区域都居住在复杂的故障相互作用区域中。地热资源评估和运行中的主要风险包括定位足够的渗透性，除了储层压力下降以及诱导地震性的潜力外。vanced计算方法允许有效整合多个数据集，因此可以降低潜在风险。未来的创新涉及设计的地热系统以及超临界和海上地热资源，这可能会大大扩展地热能的全球应用，但需要详细了解各自的地质条件。
BTech-机电一体化_-第二年_22-23.pdf
课程内容： 单元 1：拉普拉斯变换 [09 小时] 定义 – 存在条件；基本函数的变换；拉普拉斯变换的性质 – 线性性质、一阶移位性质、二阶移位性质、函数乘以 tn 的变换、尺度变化性质、函数除以 t 的变换、函数积分的变换、导数的变换；利用拉普拉斯变换求积分；一些特殊函数的变换 – 周期函数、海维赛德单位阶跃函数、狄拉克函数。 单元 2：逆拉普拉斯变换 [09 小时] 简介；一些基本函数的逆变换；求逆变换的一般方法；求逆拉普拉斯变换的部分分式法和卷积定理；用于求常系数线性微分方程和联立线性微分方程的解的应用 单元 3：傅里叶变换 [09 小时] 定义 – 积分变换；傅里叶积分定理（无证明）；傅里叶正弦和余弦积分；傅里叶积分的复数形式；傅里叶正弦和余弦变换；傅里叶变换的性质；傅里叶变换的帕塞瓦尔恒等式。 第四单元：偏微分方程及其应用 [09 小时] 通过消除任意常数和函数形成偏微分方程；可通过直接积分解的方程；一阶线性方程（拉格朗日线性方程）；变量分离法 - 用于寻找一维热流方程的解
abdussamed_karakus.pdf
本研究调查了光滑表面散热器和翅片表面散热器的电喷雾冷却特性。在锥形喷射模式下，使用乙醇对 7 种不同热流进行了实验研究，可产生稳定连续的液滴直径。实验中使用了 7 kV 电压、20 mm 喷嘴到基板距离、0.61 mm 内径 (di) 的不锈钢喷嘴和 0.45–0.60 ml/min 的流速。由于两个流速值非常接近，因此在电喷雾形成方面没有观察到差异，但由于送往散热器的液体量较多，因此在 0.60 ml/min 流速下，不同热流下的冷却效果比 0.45 ml/min 流速下好 15–44%。此外，首次应用于电喷雾冷却的翅片散热器的冷却效果比光滑表面散热器大约好 1.3 到 1.6 倍。电喷雾滴水对翅片散热器冷却效果的影响用增强比 (ER) 表示。此外，还研究了不同表面温度下翅片增强比 (FER) 的变化，该比表示翅片散热器与无翅片散热器相比的冷却增强程度。结果，与使用电喷雾冷却改善传热的研究不同，建议可以使用以前未使用过的翅片表面散热器作为进一步增强传热的有效参数。2020 卡拉布克大学。Elsevier BV 出版服务本文为 CC BY-NC-ND 许可下的开放获取文章（ http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ）。
微通道深度对过冷流动沸腾不稳定性及传热的影响
微通道散热器 (MCHS) 能够通过液体到蒸汽的相变去除极高的热通量，使其适用于各种应用，包括高功率微电子的热管理。然而，随着蒸汽气泡的增大，微通道堵塞会导致流动沸腾不稳定性，阻碍了它们的商业适用性。本研究填补了文献中关于微通道深度对流动沸腾不稳定性的影响的研究空白，包括加热表面温度和压降振荡的幅度，以及它们对传热性能的影响。实验使用介电水在多个平行微通道中沸腾，质量通量为 220 和 320 kg/m²s，壁面热通量范围为 25 kW/m² 至 338 kW/m²。研究了两种不同的 MCHS，它们由无氧铜基板制成，每种 MCHS 包含 44 个平行微通道，标称深度分别为 500 µm 和 1000 µm，标称宽度一致，均为 200 µm。使用基板上嵌入的 T 型热电偶阵列测量温度梯度，从而测量传热系数。研究结果表明，在固定壁热流条件下，增加微通道深度会导致壁温波动幅度显著增加，从而降低传热性能。此外，研究表明压降明显依赖于冷却剂流量和两种微通道尺寸。这项研究为优化 MCHS 设计以增强热管理提供了新的见解，强调了微通道深度在缓解流动沸腾不稳定性以及提高整体传热效率方面的关键作用。
先进热电材料 - NSF-PAR
在能源需求不断增长的时代，拓展可再生能源的新途径并减少化石燃料的消耗是一项挑战。收集来自太阳或工业应用散发的热量作为替代能源已成为一个重要的研究领域。热电与由于施加的温度梯度而产生的电力或由于施加的电压而产生的热流有关，它提供了在全固态转换装置中利用部分这种“免费”能源发电的潜力。热电制冷已有多种应用，与可以通过增强材料性能实现的潜在应用一样诱人。热电装置可靠，没有活动部件，不会向大气中释放有害气体。尽管具有这些吸引人的特征，但由于转换效率低，热电仍然是一个小众领域。在材料要求方面，主要的挑战是克服典型材料电性能和热性能相互关系带来的缺点。由于热电性能系数没有基本极限，材料特性没有无单位标量，材料库不断增加，热电领域正在经历对性能增强材料的新推动。寻找有用化合物的新发展，以及理论和计算建模能力的进步，使得材料评估速度更快，并通过结合理论和实验努力设计和发现新系统。我们组织了《应用物理学杂志》上的“先进热电”专题作为一个论坛，介绍该领域的最新进展和进步。我们希望这个专题能够概述热电材料研究和开发领域的现状。我们在下面仅概述了本专题中介绍的部分工作。热电在某种程度上本质上是一个材料驱动的领域。随着强大的计算资源和新型多功能技术的出现，这种关系变得更加突出
Sn3N2-LiNO3-NaCl/单层BN高导热相变储能材料的热特性
热能存储引起了广泛关注，相变材料 (PCM) 因其有益的物理和化学特性而被广泛使用。虽然氮化物基盐 PCM 通常用于热能存储，但其潜热存储能力仍然有限。这项研究通过加入单层氮化硼来增强氮化物基盐用于热能存储的性能，从而提高热导率和潜热存储能力。Sn₃N₂-LiNO₃-NaCl/单层氮化硼的新型混合物具有高比热容、高潜热值和低相变温度的特点，使其成为热能存储的绝佳候选材料。在 PCM 中添加单层氮化硼可显著提高热导率，将其从 1.468 W/m·K 提高到 5.543 W/m·K。值得注意的是，这些氮化物基三元盐不会相互发生化学反应；它们的相互作用纯粹通过混合来改善热性能。该新型共混物还表现出了良好的热稳定性，在600℃时分解率仅为0.5%，熔化温度为150℃，凝固温度为130℃。三元盐的比热容达到最大值3.5 J/g·℃，表明热流速率更高，充电和放电速率也更高。复合PCM（CPCM）的储热能力在600℃时为600 kJ/kg，这些PCM的组合延长了储热时间。三元盐表现出优异的热稳定性，在100次循环中保持性能而质量没有显著减少。此外，三元盐向单层孔隙中的扩散进一步增强了其有效性。使用基于Anaconda的Jupyter Notebook和Python进行模拟分析。