科学家探索热能储存的最佳形状

远东联邦大学(FEFU)和俄罗斯科学院远东分校自动化与控制过程研究所(IACP FEB RAS)的科学家研究了用于热电储能器(TES)形状之间的相关性。传统和可再生能源部门及其效率。使用获得的数据，设计工程师也许可以针对特定需求改进TES。相关文章发表在《可再生能源》上。

科学家研究了基于颗粒相变材料的TES形状与效率之间的相关性。当加热时，这些材料将其相从固态改变为液态，从而保留了热能。当它们再次凝固时，就会产生能量输出。基于此原理的设备用于先进的能源系统。

研究小组使用先前开发的计算模型，发现了圆柱形TES变窄和膨胀对其充电(能量输入)，能量存储和放电(能量输出)过程的影响，具体取决于各种偏好标准。

“为了研究不同形状的TES的充电和放电，我们使用了六个效率标准。在某些情况下，最能存储能量的蓄热器是最可取的。在其他情况下，充电时间最快的单元是最有效的“放电是一样的：有些人需要一种能量输出最大的装置，有些人则希望在最长的时间内使出口温度不低于给定值的装置，”该论文的合著者尼古拉·卢岑科说，FEFU理工学院(学校)工程系教授，IACP FEB RAS实验室主任。

根据科学家的研究，带直壁的TES通常是最可取的。但是，单元的形状可能取决于效率标准和过程细节，例如边界条件，相变温度等。在某些情况下，缩小或扩展TES可能比直墙TES更有利。

热能储存器还可以是其他类型的蓄能器的一部分，例如绝热压缩空气储能器​​，用于储存夜间来自传统发电厂的廉价能源，或在有利的天气条件下来自太阳能电池和风力涡轮机的廉价能源。这些存储单元的能量输出发生在峰值能耗时间，例如早晨或晚上。

“这些单元将压缩器泵送的压缩气体的能量存储到能够长期保存的巨大容器中。当能源短缺时，压缩气体将被传输到移动发电厂发电机的涡轮机中。但是，传统的压缩器空气能存储设备有一个缺点：压缩和泵送气体时，气体的温度升高，但热量散失;从容器中释放出气体时，其温度下降，需要再次加热，然后再传输到涡轮机中。为此，发电厂必须消耗燃料。绝热压缩空气储能当今正在开发的系统使抽气后的压缩气体通过TES，从而仅在释放所有热量后才进入容器。当必须将气体传输到涡轮机时，它会再次通过相同的TES，在那里吸收能量并变暖。这种装置的性能要高得多，而且它们更加环保，因为不需要燃烧燃料，也不会产生大气排放。”