Рассчитаны оптимальные формы тепловых аккумуляторов

Ученые выяснили, как форма тепловых аккумуляторов, использующихся в традиционной и возобновляемой энергетике, влияет на их эффективность. Используя полученные данные, инженеры-конструкторы смогут создавать более совершенные устройства накопления энергии для конкретных задач. Статья опубликована в журнале Renewable Energy.

Исследователи из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Института автоматики и процессов управления ДВО РАН изучили влияние формы тепловых аккумуляторов на их эффективность. Принцип работы рассмотренных накопителей энергии был основан на использовании гранулированных материалов с фазовыми переходами. При нагревании такие материалы переходят из твердого состояния в жидкое, за счет чего возможно сохранить полученную тепловую энергию, чтобы забрать ее при затвердевании. Сейчас подобные устройства широко используются в перспективных энергетических системах. Ученые рассчитали, как сужения и расширения цилиндрических аккумуляторов влияют на процессы накопления, хранения и отдачи энергии.

«Исследуя процессы зарядки и разрядки тепловых аккумуляторов разных форм, мы применили шесть различных критериев эффективности, — рассказывает один из авторов исследования, профессор Инженерного департамента Политехнического института (Школы) ДВФУ и заведующий лабораторией ИАПУ ДВО РАН Николай Луценко. — Иногда наиболее предпочтительным может быть такой аккумулятор, в котором сохранится как можно больше проходящей через него энергии. В другом случае может понадобиться аккумулятор с наименьшим временем зарядки. Также в случае разрядки кому-то требуется аккумулятор, который отдает наибольший процент запасенной энергии, а для других может оказаться более полезным аккумулятор, поддерживающий максимально долго температуру газа на выходе не ниже требуемой».

Чаще всего предпочтительны тепловые аккумуляторы с прямыми стенками. Форма при зарядке и разрядке зависит от выбора критериев эффективности и конкретных условий процесса. В некоторых случаях сужение или расширение накопителей тепловой энергии дает преимущества. Тепловые аккумуляторы также используют в составе аккумуляторов других типов, например в адиабатических накопителях энергии сжатого воздуха, которые применяют, чтобы запасать дешевую энергию, произведенную электростанциями ночью или же солнечными батареями и ветрогенераторами в благоприятную погоду, чтобы отдавать ее при пиковом энергопотреблении в утренние и вечерние часы.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.