影响 TES 性能的因素 ................................................................................................................ 4 分层 ...................................................................................................................................... 4 热损失 ...................................................................................................................................... 6 下降系数 ................................................................................................................................ 6 Ecosizer 计算 ...................................................................................................................... 7 多个 TES 储罐 – 并联管道与串联管道 ............................................................................................. 7 非加压 TES ............................................................................................................................. 8 未来研究 ............................................................................................................................. 10 结论 ............................................................................................................................................. 12 引用文献 ................................................................................................................................ 13
食物、衣服和住所是生活的三大基本必需品。食物可以被视为人类成长和生存的重要组成部分。因此,烹饪的来源是我们日常生活中最重要的事情之一。烹饪能源有多种,如煤油、液化石油气、木柴和可再生能源等,其中一种就是太阳能烹饪,它是一种可再生能源。太阳能烹饪的限制在于烹饪只能在白天进行。如果为太阳能灶提供热能存储系统,则可以在傍晚或夜间烹饪食物。在过去的几十年里,烹饪行业使用了各种各样的太阳能灶,包括箱式太阳能灶、平板式太阳能灶、抛物面碟式太阳能灶、真空管式太阳能灶和舍弗勒碟式太阳能灶,这些灶具有显热、潜热和联合储热技术。因此,本文总结了对可用的热能储存材料(显热、潜热和组合储热材料)的研究和分析,以便在白天储存热量并将其用于白天以外的目的,用于太阳能烹饪应用。本研究还比较了用于烹饪的显热、潜热和组合储热系统。
德国斯图加特 Sergej.Belik@dlr.de 摘要:电加热再生器储存是一种节能且经济的解决方案,可用于转换多余的电能并将其储存为高温热能。我们引入了一个瞬态模型来描述这种混合存储系统的热力学行为,该模型具有最少的无量纲参数。这些特征参数用于得出再生器储存中电热集成热力学评估的关键性能指标。从模拟研究中获得的结果表明电加热元件在储罐内的位置是节能的,并为设计提供了显着改进的热存储容量和性能。电热扩展带来的这些好处在提高成本效率和操作灵活性方面尤为明显。
目录 简介................................................................................................................................................................ 1
・ 背景:长时储能是缓解可再生能源波动性和间歇性的关键技术。 ・ 目的:将电能转换为热能,储存在储热系统中,然后再转换回电能的“卡诺电池”能够以低成本实现大规模储能。为了利用卡诺电池实现长时储能,本项目将开展高温长时储热的研发。 ・ 范围:本项目利用新型储热材料 h-MEPCM* 和 AIST 开发的化学热泵,开发创新的高温、大容量、高吞吐量储热系统。 * h-MEPCM (北海道大学微封装相变材料)
摘要 住宅供暖和制冷行业日益电气化,主要使用电动热泵 (HP) 与热能/电能存储系统相结合。虽然这些发展有助于增加该行业中可再生和低碳能源的份额,但要充分利用该技术的潜力,需要对这些系统进行智能控制,以考虑未来预测的可再生能源可用性和相应的 HP 系统性能。然而,以适合智能控制的方式对具有复杂内部动态的系统进行建模具有挑战性。模型需要足够复杂才能准确捕捉系统的非线性和复杂性,同时又要足够快,以便在合适的计算时间内彻底搜索解空间。动态规划 (DP) 是一种很有前途的智能控制方法,因为它结合了使用复杂非线性模型的能力,同时是一种穷举搜索算法,保证找到全局最优值。本文介绍了一个创新的建模框架,该框架包含 HP 变电站主要组件(即 HP 和热能存储 - TES)的降阶模型 (ROM),以适合在 DP 中使用的方式进行阐述;这些模型包括影响系统性能的重大物理操作约束(例如,HP 压缩机变速、非线性性能系数 - COP - 依赖于室外和配送温度),同时最大限度地减少优化器需要处理的状态变量数量(即 TES 温度、HP 热容量和电容量)。在应用于示例 HP 系统时,我们的系统模型与用作参考基础事实的详细 TRNSYS 对应模型相比表现出色。该系统通过动态规划优化方法实现了显着的成本节约,与传统的基于规则的控制相比,功耗降低了 13%。
高效热泵与储热装置的集成对于实现电热一体化系统高效与灵活运行的协同具有重要意义。本文提出了一种带有热泵与储热装置的电热一体化系统,引入热流法,考虑能量传递、转换和储存过程,构建了该系统的总动态功率流模型,并在此基础上推导了系统总体约束和部件约束方程。在最小化风电弃风限电目标下,分析了热泵动态特性、储热容量、新增风电装机、新增热负荷对电力和热力出力的综合影响。结果表明,考虑热泵动态特性可使风电出力调度准确率提高8%;热泵与储热装置的组合对储存和释放过程的杠杆系数分别为3.06和0.17,有效提高了系统调度的灵活性。新增风电装置与新增热负荷的协调性,以及热泵运行温度的提高,更有利于促进风电消纳,提高系统整体灵活性。研究结果为制定含热泵—热储的电热一体化系统综合调度方案提供了必要的依据。
摘要:风力涡轮机和光伏等可再生能源是环保能源供应的关键。然而,它们不稳定的电力输出对供应安全构成了挑战。因此,具有存储能力的灵活能源系统对于可再生能源的扩展至关重要,因为它们允许存储非需求产生的电力并根据需要重新转换和供应。为此,提出了一种新颖的发电厂概念,其中高温储能 (HTES) 集成在传统微型燃气轮机 (MGT) 的回热器和燃烧器之间。它用于在供应过剩时存储可再生能源,随后用于减少 MGT 运行期间的燃料需求。因此,污染物排放显著减少,同时电网稳定。本文提出了一项数值过程模拟研究,旨在研究 HTES 的不同存储温度和负载曲线对 MGT 性能(例如燃料消耗、效率)的影响。此外,还推导出相关操作点及其工艺参数,如压力、温度和质量流速。由于燃烧室的运行条件受 HTES 的强烈影响,本文对其对燃烧室可操作性的影响进行了详细的理论分析,并对第一个适合该化合物的燃烧室设计进行了实验研究,并在较高的入口温度条件下进行了测试。
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[1] A. White、G. Parks 和 CN Markides,“抽水蓄热电能的热力学分析”,《应用热能工程》,第 53 卷,第 291-298 页,2013 年 5 月。[2] JD McTigue、AJ White 和 CN Markides,“抽水蓄热电能的参数研究和优化”,《应用能源》,第 137 卷,第 800-811 页,2015 年 9 月。