Создана технология, превосходящая традиционные варианты аккумулирования тепла

Многие процессы, которые генерируют электричество, также производят тепло — мощный энергетический ресурс, который часто используется везде — от заводов до транспортных средств и электростанций. Инновационная система, которая в настоящее время разрабатывается в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, может быстро накапливать тепло и выпускать его для использования в случае необходимости, превосходя обычные варианты хранения как по гибкости, так и по эффективности.

Система хранения тепловой энергии Argonne, или TESS, была первоначально разработана для сбора и хранения избыточного тепла от концентрированных солнечных электростанций. Он также подходит для различных коммерческих применений, включая опреснительные установки, комбинированные теплоэнергетические системы (ТЭЦ), промышленные процессы и грузовые автомобили большой грузоподъемности.

Возможность утилизировать и использовать отработанное тепло может повысить эффективность и сократить расходы за счет извлечения большего количества энергии из того же количества топлива. В случае использования электрической или опреснительной установки, работающей на концентрированной солнечной энергии, TESS может накапливать тепло в течение дня и отпускать его ночью, чтобы поддерживать работу установки. Работа Аргоннской лаборатории по разработке системы финансируется Управлением солнечной энергетики Министерства энергетики США.

«Каждый раз, когда у вас происходит процесс сгорания, вы теряете около 60 процентов энергии в виде тепла», — сказал Дилип Сингх, старший специалист по материалам в Аргонне, который руководил разработкой TESS. — «В некотором смысле это тепловая версия батареи, в которой вы заряжаете и разряжаете тепло, а не электричество».

TESS — это форма скрытого накопления тепла, где энергия содержится в материале с фазовым переходом, таком, как расплавленная соль. Хотя такие материалы хорошо удерживают тепло, они, как правило, являются плохими проводниками, поэтому им требуется слишком много времени для поглощения и выделения энергии.

Чтобы обойти это ограничение, исследователи в Аргонне разработали способ встраивания материалов с фазовым переходом в пористую пену с низким коэффициентом теплопроводности. Затем они герметизируют пену инертным газом внутри модуля, предотвращая попадание влаги или кислорода внутрь и деградацию компонентов. Накопленное тепло внутри блока может быть передано, например, воде, где оно превращается в пар, который приводит в движение турбину. TESS также может быть настроен для конкретного применения путем выбора различных материалов с фазовым переходом.

«Одним из больших преимуществ нашей технологии является то, что она модульная, поэтому вам не нужна огромная структура хранения», — сказал Сингх. — «Вы можете изготовить эти модули определенного размера, например, барабан емкостью 55 галлонов или меньше, и установить их в любом количестве».

Исследователи продемонстрировали, что TESS может работать при температуре свыше 700 ° C (1292 ° F). Его высокая плотность энергии делает его меньше и более гибким, чем обычно используемые системы аккумулирования тепла, которые зависят от повышения и понижения температуры материала. Эта технология была удостоена награды R&D 100 в 2019 году, и в настоящее время исследователи работают над ее интеграцией в системы ТЭЦ корпорации Capstone Turbine Corporation для повышения рекуперации тепла.

С помощью отраслевых партнеров, Сингх и его коллеги продолжили совершенствовать технологию TESS и разработали собственную испытательную установку для тестирования производительности при многократной зарядке и разрядке. В дополнение к совершенствованию систем ТЭЦ и расширению возможностей опреснения воды из электростанций, TESS может преобразовывать отходящее тепло в механическую энергию в грузовиках большой грузоподъемности или в отопление салона для электромобилей. И точно так же, как TESS может функционировать как аккумулятор для отопления, он может делать то же самое для холода, возможно предлагая вариант охлаждения для коммерческих зданий.

-=GadZZillA=-

Компьютерный системный администратор, веб-огородник, IT-шник, специалист по строительным материалам, создатель и администратор проекта "Лаборатория Рабочих Столов"

Вас также может заинтересовать...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.