• T-s 图:温度 T 与熵 s 的关系图,用于表示热力学条件。循环过程的方向表明系统的类型,驱动或被驱动机器。如果循环顺时针进行,则系统为驱动机器,如果逆时针进行,则为被驱动机器。顺时针方向,热量在高温下吸收,在低温下释放。逆时针方向,热量在低温下吸收,在高温下释放。如果系统以逆时针方向运行,则适合用作热泵或制冷机。与 p-v 图一样,封闭面积是所做有用功的量度。
• 可再生热能系统:建筑和工业中最重要的热能应用的特征(报告 1):美国工业和建筑的热需求摘要,以及相关的混合 RTES 配置。网址:https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/83019.pdf 。 • 可再生热能系统:系统性挑战和转型政策(报告 2),本报告:讨论 RTES 的社会技术特征、创新挑战和支持政策。 • 可再生热能系统:建模发展和未来方向(报告 3):RTES 的能源产量和性能建模、通过案例研究进行技术经济分析以及拟议的用户决策支持工具开发。网址:https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/83021.pdf 。
世界正在经历多维度的快速技术进步,但代价是环境可持续性。在这个不断发展的世界里,对能源的需求与日俱增。用于生产能源的自然资源,如化石燃料,由于被广泛用于满足这种不断增长的能源需求,正濒临灭绝。当今世界上大部分化石燃料燃烧的能量都用于持续生产饮用水、供暖、制冷应用和发电(Rupam 等人,2022a)。除了不可逆转的资源枯竭外,燃烧化石燃料还会导致温室气体和其他污染物的过量排放,从而导致全球变暖。考虑到气温上升的灾难性影响,近年来,全球迫切需要开发节能、环保的水生产、暖通空调应用、发电等系统。尽管可再生能源正在快速发展,但尚未达到令人满意的水平,即所有能源密集型系统都可以用它来运行。除此之外,可再生能源过度依赖环境约束。例如,在夜间或阴天,无法收获太阳能,或者光伏发电的能量转换率急剧下降。另一方面,当阳光充足时,太阳能光伏发电产生的能量超过当时所需的能量。大多数情况下,由于缺乏适当的能量存储或转换系统,这些剩余能量最终被浪费掉。在这方面,热能转换和存储系统由于其多方面的特点可以提供相当现实的替代方案。热能存储系统可以在有利条件下储存剩余能源,并在不利情况下以各种形式提供清洁且负担得起的能源,例如供暖、制冷、饮用水甚至发电。相反,热能转换系统可以为进一步增加可再生能源在能源结构中的份额铺平道路,并在未来的脱碳社会中发挥重要作用。在全球范围内,目前正在广泛研究各种热能存储和转换 (TESC) 技术。图 1 展示了与 TESC 这一广阔研究领域相关的一些最突出的技术。尽管 TESC 技术具有巨大的潜力,但它们的利用面临着与之相关的各种挑战。根据应用和工作条件,可能会出现某些障碍,为了克服这些障碍,需要科学和工程领域的共同努力。这项专业大挑战旨在解决主要缺点,并讨论克服与当前 TESC 技术相关的这些挑战的未来研究方向。
本文介绍了一种基于光伏和热能混合太阳能场的设施,该设施配有季节性储水箱和水对水热泵,可作为目前正在建设的萨拉戈萨(西班牙)社会住宅楼的充足能源供应系统。两种互补的软件已用于系统的完整设计、定型和模拟。DesignBuilder 用于根据施工图确定每小时需求,然后实施 TRNSYS 以动态模拟整个能源系统。系统性能已从 3E 方面(能源、环境和经济)通过一些众所周知的关键绩效指标进行了测试。通过结合使用需求模拟软件和使用不同指标(KPI)进行量化获得的结果表明,所提出的解决方案适用于该建筑:计算出的生活热水需求覆盖率约为 80%,回收期为 8.5 年,安装后可避免每年 44,200 kgCO 2 的全球变暖潜能值。总而言之,本文表明这种新颖、高效的供暖系统由于其能源成本低廉且仅需补贴高额初始投资的一小部分,是社会住房的良好解决方案。