Dissertations / Theses on the topic 'THERMAL ENERGY STORAGE SYSTEM (TES)'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'THERMAL ENERGY STORAGE SYSTEM (TES).'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
Darkwa, K. "Thermal energy storage (TES) systems involving thermochemical reactions." Thesis, Cranfield University, 1996. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.309836.
Full textPISTACCHIO, STEFANO. "Experimental measurement of the Molten Salts (MS) Thermal Conductivity and verification of the Thermocline stability in Thermal Energy Storage (TES) system." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2015. http://hdl.handle.net/2108/202929.
Full textRuiz-Cabañas, F. Javier. "Corrosion evaluation of molten salts thermal energy storage (TES) systems in concentrated solar power plants (CSP)." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2020. http://hdl.handle.net/10803/671680.
Full textEl creciente protagonismo de la tecnología solar se centra en su capacidad para adaptar su producción a la demanda energética exigida. La gestionabilidad de este tipo de centrales se ha conseguido mediante la integración de sistemas de almacenamiento térmico en sales fundidas. El uso de sales fundidas en sistemas de almacenamiento térmico presenta el hándicap de su corrosividad a alta temperatura. El primer bloque de la Tesis analiza los fenómenos de corrosión asociados a las sales solares en la planta piloto TES-PS10 mediante la instalación de racks de corrosión en los tanques de sales. Además, se ha llevado a cabo un estudio post-mortem de componentes de la instalación. Finalmente, se ha analizado a nivel de laboratorio la corrosividad de distintas mezclas de nitrato de baja pureza. El segundo bloque de la tesis se centra en los sistemas de almacenamiento en calor latente. En concreto, se analiza la corrosión asociada a la mezcla peritéctica 46% LiOH-54% KOH propuesta como material de cambio de fase en el módulo de evaporación en plantas de generación directa de vapor. De este modo, se han llevado a cabo ensayos de corrosión a nivel de laboratorio para evaluar el comportamiento a corrosión de distintos materiales en contacto con los hidróxidos.
The growing of concentrated solar power (CSP) within the different renewable energies is due to its ability to adapt the production to the required energy demand. The dispatchability of this type of plants has been achieved through the integration of molten salts thermal storage systems (TES). Molten salts have a handicap associated to their corrosiveness at high temperature. First block of this Thesis analyzes the corrosion phenomena associated with solar salts used in TES-PS10 pilot plant by installing corrosion racks in the salt tanks. Moreover, a postmortem study of different components was performed after facility shut down. Finally, in order to reduce the cost of the salt inventory in TES systems, the corrosivity of different low purity nitrates mixtures has been analyzed at laboratory scale. The second block of the Thesis focuses on latent heat storage systems. Specifically, it has been analyzed the corrosion associated with the proposed 46% LiOH-54% KOH peritectic mixture as a phase change material in the evaporation module of direct steam generation (DSG) CSP plants. Thus, corrosion tests have been performed at laboratory level to evaluate the corrosion performance of several materials in contact with such hydroxides.
Egersand, Anton, and Emil Fransson. "THE POTENTIAL OF A LATENT HEAT THERMAL ENERGY STORAGE : An Investigation on Rocklunda's Sport Facilities." Thesis, Mälardalens högskola, Akademin för ekonomi, samhälle och teknik, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:mdh:diva-55539.
Full textReduction and Reuse of energy with interconnected Distribution and Demand (R2D2)
Gunasekara, Saman Nimali. "Phase Equilibrium-aided Design of Phase Change Materials from Blends : For Thermal Energy Storage." Doctoral thesis, KTH, Kraft- och värmeteknologi, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-212440.
Full textEnergi är en integrerad del av samhället men energiprocesser leder till miljöbelastning, och klimatförändringar. Därför är effektiv energianvändning, ökad energieffektivitet och smart energihantering nödvändigt. Värmeenergilagring (TES) är ett attraktivt val för att bemöta detta behov, där ett lagringsalternativ med hög densitet är s.k. fasomvandlingsmaterial (PCM). Ett exempel på ett billigt, vanligt förekommande PCM är systemet vatten-is, vilket har använts av människor i tusentals år. För att tillgodose de många värme- och kylbehov som idag uppstår inom ett brett temperaturintervall, är det viktigt med innovativ design av PCM. Förutom lämplig fasförändringstemperaturer, entalpi och andra termofysikaliska egenskaper, bör PCM också ha robust fasändring, vara miljövänlig och kostnadseffektiv. För att förverkliga storskaliga TES system med PCM, är måste kostnadseffektivitet och robust funktion under många cykler bland de viktigaste utmaningarna. Kostnadseffektiva PCM kan bäst erhållas från naturliga eller industriella material i bulkskala, vilket i huvudsak leder till materialblandningar, snarare än rena ämnen. Blandningar uppvisar dock komplexa fasförändringsförlopp, underkylning och/eller inkongruent smältprocess som leder till fasseparation. Denna doktorsavhandling ger ny kunskap som möjliggör att bulkblandningar kan bli kostnadseffektiva och robusta PCM-material, med hjälp av den systematiskutvärdering av fasjämvikt och fasdiagram. Arbetet visar att detta kräver förståelse av relevanta grundläggande fasjämviktsteorier, omfattande termiska och fysikalisk-kemiska karakteriseringar, och allmänt tillämpliga teoretiska utvärderingar. Denna avhandling specificerar befintlig fasjämviktsteori för PCM-sammanhang, men sikte på att kunna välja robusta PCM blandningar med specifika egenskaper, beroende på tillämpning. Analysen visar att blandningar med en sammansättning som leder till kongruent smältande, där faser i jämvikt har samma sammansättning, är ideala bland PCM-blandningar. Kongruent smältande fasta faser som utgör föreningar eller fasta lösningar av ingående komponenter är därför ideala. Eutektiska blandningar är nästan lika bra som PCM, så länge underkylning inte förekommer. Därmed finns en stor potential för att finna och karakterisera PCM-ideala blandningar som bildar kongruent smältande föreningar eller fasta lösningar. Därigenom kan blandningar med en skarp, reversibel fasändring och utan fasseparation erhållas – egenskaper som liknar rena materialens fasändringsprocess. Vidare kan man, via fasdiagram, påvisa de blandningar som är inkongruent smältande, inklusive peritektiska blandningar, som är direkt olämpliga som PCM. Denna avhandling ger grundläggande kunskap som är en förutsättning för att designa PCM i blandningar. Genom en omfattande state-of-the-art utvärdering av fas-jämviktsbaserad PCM-design lyfter arbetet de PCM-idealiska blandningarna som hittills inte fått någon uppmärksamhet, såsom kongruenta smältande blandningar, och materialkategorierna metallegeringar, polyoler och fetter. Resultatet av arbetet visar dessutom att vissa PCM-material som ibland föreslås är direkt olämpliga då fasdiagram undersöks, bl a pga underkylning och även peritektiska system med fasseparation och degradering av kapaciteten (t ex Glauber-salt och natriumacetat-trihydrat). Denna avhandling specificerar och upprättar grundläggande teori samt tekniker, tillvägagångssätt och förhållanden som är nödvändiga för en omfattande och genomsynlig fasjämviktsbedömning, för utformning av PCM från blandningar för energilagering. Med detta som bas har följande fasdiagramtagits fram fullständigt: för erytritol-xylitol och för dodekan-tridekan, med PCM-potential för låg temperaturuppvärmning (60-120 °C) respektive frysning (-10 °C till -20 °C) utvärderas fullständigt. Erytritol-xylitol systemet har funnits vara eutektiskt i ett delvis isomorft system, snarare än ett icke-isomorft system vilket har föreslagits tidigare litteratur. Dodekan-tridekan systemet bildar ett system med kongruent smältande fast lösning (idealisk som en PCM) vid en minimumtemperatur, till skillnad från tidigare litteratur som föreslagt en maximumtemperatur, eller ett eutektiskt system. Teoretisk modellering av fasjämvikt har också genomförts för att komplettera det experimentella fasdiagrammet för systemet erytritol-xylitol. Efter granskning av de metoder som använts tidigare i PCM-litteraturen har här valts ett generiskt tillvägagångssätt (CALPHAD-metoden). Denna generiska metod kan bedöma vilken typ av material och fasändring som helst, till skillnad från en tidigare använda metoder som är specifika för materialtyper eller kemiska egenskaper. Denna teoretiska studie bekräftar termodynamiskt solvus, solidus, eutektisk punkt och erytritol-xylitol fasdiagrammet i sin helhet. Vad gäller hållbarhetsaspekter med PCM-baserad TES, lyfter denna avhandling fokus på förnybara och kostnadseffektiva material (t.ex. polyoler och fetter) som PCM. Som exempel har här undersökts erytritol och olivolja, med förnybart ursprung. Erytritol skulle kunna bli ett kostnadseffektivt PCM (163 USD/kWh), om det produceras av glycerol vilket är en biprodukt från biodiesel/bioetanolframställning. Olivolja är ännu ett kostnadseffektivt material (144 USD/kWh), och som här har påvisats innehålla potentiella PCM sammansättningar med lämpliga fasändringsegenskaper för kylatillämpningar. En övergripande slutsats från denna avhandling är att det finns ett behov av att standardisera tekniker, metoder och transparent resultatrapportering när det gäller undersökningar av fasjämvikt och fasdiagram i PCM-sammanhang. Internationella samarbetsplattformar för TES är en väg att koordinera arbetet.
QC 20170830
Prieto, Cristina. "Advanced thermal energy storage research in demo plants for commercial systems." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2016. http://hdl.handle.net/10803/399235.
Full textLa presente tesis se encuadra en el campo del almacenamiento de energía térmica, en concreto en el proceso de diseño y optimización que conlleva el desarrollo de una tecnología de almacenamiento térmico. Para ello se han diseñado, construido, operado y analizado dos plantas prototipos, la primera de ellas sita en la Universidad de Lleida con una capacidad de 66 kWhth y la segunda sita en la plataforma Solucar de Abengoa, con 8,5 MWhth. A lo largo de esta tesis, se muestra el proceso de análisis, estudio y optimización realizado para permitir desarrollar los sistemas de almacenamiento térmico con sales fundidas desde su etapa inicial de desarrollo hasta su etapa de demostración y su extrapolación a diseños comerciales, permitiendo el desarrollo de tecnologías de almacenamiento que ayuden a reducir costes y a aumentar la eficiencia de las plantas de generación de concentración solar con un objetivo claro: que la electricidad de origen solar sea competitiva frente a las plantas fósiles en el horizonte 2020.
This thesis is framed in the field of thermal energy storage, particularly in the design and optimization process needed for the development of a thermal storage technology. For this purpose we have been designed, built, operated and analyzed two prototypes, the first one located at the University of Lleida with a capacity of 66 kWhth and the second one located at the Solucar Platform Abengoa, with 8,5 MWhth. Throughout this thesis, the process of analysis, study and optimization done allow developing thermal storage systems with molten salt from its initial stage of development to demonstration stage and their extrapolation to commercial designs. This development of the storage technologies helps to reduce costs and increase the efficiency of solar power plants concentration with a clear objective: solar electricity is competitive with fossil plants in 2020.
NIRMALANANDHAN, VICTOR SANJIT. "HEAT TRANSFER AUGMENTATION FOR EXTERNAL ICE-ON-TUBE TES SYSTEMS USING POROUS COPPER MESH TO INCREASE VOLUMETRIC ICE PRODUCTION." University of Cincinnati / OhioLINK, 2004. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1100796827.
Full textSanto, Luca. "AA-CAES physical modelling: integration of a 1D TES code and plant performance analysis." Thesis, Uppsala universitet, Tillämpad kärnfysik, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-360448.
Full textXu, Ben. "Heat Transfer and Flow in Solar Energy and Bioenergy Systems." Diss., The University of Arizona, 2015. http://hdl.handle.net/10150/578616.
Full textGravoille, Pauline. "CASE STUDY OF ACTIVE FREE COOLING WITH THERMAL ENERGY STORAGE TECHNOLOGY." Thesis, KTH, Kraft- och värmeteknologi, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-77778.
Full textBest Master Thesis Award, granted by French Academic Institute
Cold Thermal Energy Storage
Oró, Prim Eduard. "Thermal energy storage (TES) using phase change materials (PCM) for cold applications." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2013. http://hdl.handle.net/10803/110542.
Full textEl objetivo de esta tesis doctoral es el desarrollo de un sistema de almacenamiento de energía térmica (TES) mediante la utilización de materiales de cambio de fase (PCM) para aplicaciones a baja temperatura, en particular, para los congeladores comerciales. Se probará experimental y numéricamente la mejora de las condiciones de almacenamiento, y también la mejora de la calidad de los alimentos almacenados/transportados. También incluye la investigación de nuevos PCM, estudiando la modificación de la temperatura de cambio de fase y analizando velocidades de degradación y corrosión con los materiales contenedores. Los resultados obtenidos en las diferentes aplicaciones demuestran el beneficio de usar PCM, reduciendo las fluctuaciones y las caídas de temperatura tanto del interior de los sistemas como del producto almacenado y por tanto la mejoría de la calidad de éstos.
The aim of this PhD thesis is to develop a thermal energy storage (TES) system using phase change materials (PCM) for cold temperature applications in particular for commercial freezers testing experimentally and numerically the improvement of its thermal performance and the food quality stored. This thesis also includes the research on PCM with attractive properties for low temperature applications such as controllable phase change temperature and low corrosion and degradation rate. The results obtained in the proposed applications have proved the benefit of using PCM in the proposed cold applications based on reduction of the interior/product temperature fluctuations and
Ranjith, Adam. "Thermal Energy Storage System Construction." Thesis, KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM), 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-264530.
Full textInom ramverket för 2020 PUPM HEAT projektet kommer tre olika typer av värmeenergilagrings enheter tillverkas och analyseras vid energikraftverket IREN i Moncalieri, Italien. KTH kommer att assistera detta projekt genom att sätta upp en anläggning med tre liknande värmeenergilagrings enheter i mindre dimensioner som kommer konstrueras och analyseras. Dess data kommer sedan användas som riktlinje för att tillverka de större värmeenergilagringsenheterna i IREN. Den första enheten som tillverkas är en värmeväxlare som bygger på en ny version av latent energilagring. Den kommer att bestå av parallella lager av spiral formade koppar rör som fyller en tank. Tomrummet som blir över kommer att fyllas upp av fasändrings material (PCM). Genom att injicera varmt vatten i systemet kommer PCM:et att byta fas, vilket resulterar i att värmeenergin lagras i systemet. När sedan kallt vatten injiceras kan den sparade energin bli utvunnen. Den här rapporten kommer att presentera designen till tank kåpan såväl som den inre strukturen med kopparrör som behövs till värmeväxlaren. Resultatet ska möjliggöra beställning av alla delar som behövs för att konstruera värmeväxlaren.
Saffari, Tabalvandani Mohammad. "Simulation-based optimization of thermal energy storage (TES) materials for building and industry applications." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2017. http://hdl.handle.net/10803/459304.
Full textUna cantidad substancial de energía se utiliza en los sectores de la edificación y de la industria para los propósitos de la calefacción y de la refrigeración. Los materiales de almacenamiento de energía térmica (TES) pueden ofrecer importantes beneficios energéticos y económicos a los edificios residenciales, comerciales e industriales. Los materiales de TES tienen el potencial para reducir las demandas de enfriamiento y de la electricidad máxima en sectores de la edificación y de la industria; sin embargo, con el fin de implementar adecuadamente esta tecnología para maximizar los beneficios económicos, se necesitan técnicas de simulación y optimización numérica. La importante contribución original que emerge de la presente tesis es el uso de métodos de simulación numérica y optimización para avanzar la aplicación de la tecnología TES en los sectores residenciales e industriales.
A substantial amount of energy is used in building and industry sectors for heating and cooling purposes. Thermal energy storage (TES) materials can offer important short-term and long-term energy, economic, and comfort benefits to residential, commercial, and industrial buildings. TES materials have the potential to reduce the cooling and peak electricity demands in building and industry sectors, however, in order to properly implement this technology to maximize the economic benefits, numerical simulation and optimization techniques are necessary. The significant original contribution emerges from the present thesis is the use of numerical simulation and optimization methods to advance the application of TES technology in the industrial and building sector. To achieve this, a review will be presented regarding the use of whole-building energy simulation tools to analyse buildings passively enhanced with TES materials.
Raud, Ralf. "Optimized salt selection for solar thermal latent heat energy storage." Thesis, Queensland University of Technology, 2018. https://eprints.qut.edu.au/116429/1/Ralf_Raud_Thesis.pdf.
Full textHedkvist, Måns. "Expansion av Fjärrvärmeproduktion ur ett Ekonomiskt Perspektiv : En Numeriskt Modellerad Fallstudie." Thesis, Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-183869.
Full textDistrict heating in Sweden is a well established way of delivering heat for both industrial and private applications. With the next generation of district heating on the doorstep, changes of existing district heating networks may become a regular occurrence. Despite the fact that these kinds of reconstructions are not quite applicable yet, refurbishments of existing district heating networks are still sometimes necessary in order to deal with new prerequisites that may appear. In order to achieve a good estimation of what these new prerequisites will require and possibly cost, the usage of tools such as models for simulation are valuable. This study has evaluated a future increase of power demand and the subsequent expansion of the produced heat concerning the district heating network located in the city of Malå. The evaluation was carried forth by establishment of a simulation model which was based on present literature. Empirical data was used both as input and for error estimation. Two hypothetical scenarios were examined in which the power demand of an industrial customer is assumed to be doubled. The first represented the system as it is defined presently, while the other introduced a tank thermal energy storage to the system. The results of the simulation yielded an estimate of how much heat a new plant needs to produce in order to attain a set goal. These suggested that the necessary heat production in the new plant needs to be at least 10.50 MW. Furthermore, the results indicated that the inclusion of a thermal energy storage of this kind and with the defined priorities will not reduce the required size of a new production plant. However, they did indicate that the defined thermal energy storage may contribute to a reduction in the number of power fluctuations occurring in the system. Depending on other configurations, the frequency of the power fluctuations were reduced between 0.2 to 25.5 percent with the inlcusion of the smallest examined thermal energy storage.
Ferrer, Muñoz Gerard. "Characterization, equation formulation and enhancement of phase change materials (PCM) for thermal energy storage (TES)." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2016. http://hdl.handle.net/10803/399901.
Full textLa edificación, la industria i el transporte son los tres principales sectores consumidores de energía, representando el 96 % de la energía total consumida en la Unión Europea, y siendo responsables de casi la totalidad de las emisiones de CO2. El programa Horizon 2020 de la Comisión Europea expresa la necesidad de reducir el consuma de energía i las emisiones de efecto invernadero en un 20 % para el año 2020. El almacenaje de energía es uno de los principales campos considerados y desarrollados para reducir las emisiones, pues permite emparejar la demanda y el subministro de energía con sistemas simples y eficientes.Los sistemas de almacenaje de energía térmica (TES) permiten almacenar densidades de energía elevadas para poder variar la demanda de energía y facilitar el uso de energías renovables. Esta tesis está principalmente enfocada en el almacenaje de calor latente, una tecnología que, aunque ha sido ampliamente estudiada, aún necesita mejoras y presenta vacíos importantes.
Buildings, industry and transport are the three main energy consuming sectors, representing the 96 % of the final energy consumption in the European Union, and being responsible of almost the totality of the CO2 emissions. The horizon 2020 program of the European Commission expresses the need to reduce by 20 % the energy consumption and greenhouse emissions by the year 2020Energy storage is one of the main fields considered and developed to reduce emissions, allowing to match energy demand and supply with simple and efficient systems.Thermal energy storage (TES) systems allow the storage of high energy densities in order to shift the energy demand and ease the use of renewable energies. This thesis is mainly focused in latent energy storage, a technology that despite having been widely studied, still requires improvements and presents important gaps.
Barreneche, Güerisoli Camila. "Development and characterization of new materials incorporating phase change materials (PCM) for thermal energy storage (TES) applications in buildings." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2013. http://hdl.handle.net/10803/123749.
Full textHoy en día, la demanda de energía para satisfacer el confort térmico en edificación es uno de los mayores desafíos para las administraciones. Por lo tanto, la eficiencia de los diferentes sistemas de almacenamiento de energía está siendo intensamente investigado por la comunidad científica. Una alternativa viable es el uso de materiales de cambio de fase (PCM). La parafina ha sido muy usada como PCM debido a su alta capacidad de almacenamiento de calor (alrededor de 100-130 kJ·kg-1) y a su baja temperatura de fusión la cual es muy estable. Además, el consumo de energía y las oscilaciones de la temperatura internas se pueden reducir cuando un PCM se incorpora en envolventes de edificios. El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de nuevos materiales que contengan PCM basándose en el estudio del proceso para obtener la correcta introducción del PCM. Además, las propiedades termofísicas de estos nuevos materiales se debe conocer y por tanto caracterizar a nivel de laboratorio. Esta tesis doctoral se centra en los trabajos publicados en revistas científicas con alto factor de impacto indexados en el campo de Energía los cuales reflejan el trabajo realizado. Por otra parte, esta tesis contiene una revisión del estado del arte destacando los requisitos para un PCM y lista todos los tipos de PCM comercializados y utilizados en investigación. Por otra parte, un nuevo concepto de material compuesto que incorpora PCM ha sido desarrollado en esta tesis. Este compuesto tiene la matriz polimérica, e incluye un residuo del proceso de reciclaje de acero. De este modo se obtienen láminas densas moldeables. La fabricación de este material podría considerarse un método para la reutilización de este residuo. Por otra parte, este tipo de residuos contiene óxidos de metales pesados que aumentan las propiedades de aislante acústico de la lámina consiguiendo mejorar el resultado final de la solución constructiva. Además, el comportamiento termofísico de los materiales compuestos utilizados en edificios es difícil de caracterizar y el análisis térmico de los PCM es un paso necesario para el diseño de los mismos. Las dos primeras caracterizaciones termofísicas estudiadas en esta tesis se realizaron mediante calorimetría diferencial de barrido que es una de las técnicas más potentes disponibles actualmente. tres estudios más fueron realizaron con dispositivos desarrollados por diferentes grupos de investigación en España con el fin de medir las propiedades termofísicas de los materiales compuestos o materiales multicapa que incorporan PCM.
Nowadays, energy demand to satisfy thermal comfort in buildings is one of the major challenges for governments and administrations. Therefore, energy storage system efficiency is being studied by the international scientific community. A feasible alternative is the use of phase change materials (PCM). Paraffin waxes have been used as PCM because of their high heat storage capacity (around 100-130 kJ·kg"1) and their low and stable melting temperature. Furthermore, the energy consumption and indoor oscillations temperature may be reduced when PCM is incorporated in building envelopes and the thermal inertia increment when PCM is combined with thermal insulation was widely studied. The main objective of this thesis is the development of new materials containing PCM based on the study of process to get the correct PCM introduction. In addition, thermophysical properties of these new materials must be characterized. In order to perform the characterization, it was used several developed devices. This PhD thesis is based on papers published in scientific journals with high impact factor in the Energy field and one patent that reflect the work performed. This thesis contains a review of the state of the art highlighting the requirements order to a certain PCM and lists and sorts all PCM available in the market and used in research. On the other hand, a new concept of composite material incorporating PCM is developed in this thesis. This composite has polymeric matrix and includes one waste from the steel recycling process obtaining mouldable dense sheets. The manufacture of this material is considered a way to reuse the waste. Furthermore, this waste contains heavy metals oxides which add acoustic insulation properties to the final constructive system. One patent and two papers are the main result. Moreover, thermophysical behaviour of composite materials used in buildings envelopes is difficult to characterize. In addition, PCM thermal analysis is a necessary step of building design as well as it will be a key point in the final thermal results of the envelope. The first two thermophysical characterizations studied in this thesis were performed using differential scanning calorimetry which is one of the most powerful techniques. Three more studies were performed using devices developed by different research groups in Spain in order to measure thermophysical properties of composite materials or multilayered materials incorporating PCM.
Rossi, Espagnet Alberto. "Techno-Economic Assessment of Thermal Energy Storage integration into Low Temperature District Heating Networks." Thesis, KTH, Energiteknik, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-191485.
Full textThermal energy storage (TES) eller Termisk energilagring är en teknologi med potentialen att öka effektivitet och flexibilitet i den kommande fjärde generationens fjärrvärme (LTDH). Studien har som mål att kartlägga en komparativ uppskattning av TES systemen, baserad både på latent och sensibel värme. Resultaten visar att lagring av sensibel värme är att föredra före latent värme när den kopplas med LTDH: pris per lagrade kWh kvarstår som 15% högre än för latent värme i system under 5 MWh av lagringsutrymme; dock fordrar de endast hälften av volymen. Utifrån systemperspektiv innebär introduktionen av TES system i nätverket en ökning av flexibilitet vilket leder till reducerade värmeproduktionskostnaderna i mindre belastning. I fallstudien nås en sparnivå av femhundra euro per år genom denna operativa strategi, med en investering av 2000 euro för inköp av vattentank. Resultaten kan också vidgas till en situation där värmeproduktionen ersätts av förnybara, intermittenta energikällor; till detta medföljer högre vinster, lägre bruk av bränsle vilket skulle innebära lägre utsläpp. Studien kan ses som ett steg framåt mot skapandet av en mer effektiv DH system genom integrationen av TES, vilket kommer att spela en betydande roll i framtida smarta energisystem.
Glos, Jan. "Modelování a řízení toků elektrické a tepelné energie v plně elektrických automobilech." Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2020. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-433039.
Full textHinke, Themba D. "Hot thermal storage in a variable power, renewable energy system." Thesis, Monterey, California: Naval Postgraduate School, 2014. http://hdl.handle.net/10945/42645.
Full textThis thesis outlines the design of a renewable energy heat generation system with thermal storage for DOD facilities. The DOD is seeking to implement an increased percentage of renewable energy systems at its facilities in order to improve energy security and reduce energy costs. The intermittent nature of renewable energy generation, however, presents a major challenge to full implementation. This shortfall can be overcome by targeted facility-scale energy storage that allows for increased use of renewable-only systems. Since a large percentage of the electric energy used in both residential and commercial facilities is for space and water heating, thermal storage is a viable solution. Presented in this thesis is a method for designing, analyzing, and sizing a facility-scale thermal storage system. The results demonstrate thermal storage is a more cost-effective option when compared to alternatives like battery storage. In addition to being cheaper, thermal storage systems are safer, more reliable, and have a longer life cycle.
Maidadi, Mohaman Bello. "Packed-bed rock thermal energy storage for concetrated solar power: enhancement of storage time and system efficiency." Thesis, Nelson Mandela Metropolitan University, 2013. http://hdl.handle.net/10948/d1020914.
Full textNiaparast, Shervin. "ENERGY ANALYSIS OF A SOLAR BLIND CONCEPT INTEGRATED WITH ENERGY STORAGE SYSTEM." Thesis, KTH, Kraft- och värmeteknologi, 2013. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-131419.
Full textZhou, Zexing. "Engineering design of thermochemical energy storage system to provide hot water suitable for membrane distillation operation." Thesis, Queensland University of Technology, 2021. https://eprints.qut.edu.au/208079/1/Zexing_Zhou_Thesis.pdf.
Full textGhashami, Bahman. "A New Power Storage, Cooling Storage, and Water Production Combined Cycle (PCWCC)." Thesis, Högskolan i Gävle, Energisystem, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-22725.
Full textXiang, Yetao. "Experimental and computational investigation of building integrated PV thermal air system combined with thermal storage." Thesis, University of Nottingham, 2017. http://eprints.nottingham.ac.uk/42743/.
Full textTabassum, Tonny. "A numerical study of a double pipe latent heat thermal energy storage system." Thesis, McGill University, 2010. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=87015.
Full textL'énergie solaire est une source d'alimentation d'énergie intermittente. Pour utiliser efficacement cette source gratuite d'énergie renouvelable, une certaine forme de dispositifs de stockage d'énergie thermique est nécessaire. Les matériaux à changement de phase (PCMs) en raison de leur capacité d'énergie à haute densité de stockage et les caractéristiques quasi isothermes de changement de phase se sont révélés être des candidats prometteurs pour les dispositifs de stockage de la chaleur latente de l'énergie thermique (LHTES). Parmi les différents dispositifs LHTES pour le chauffage résidentiel à basse température et les utilisations possibles comme refroidissant, les dispositifs d'échange de chaleur du type à tubes et calandre et les dispositifs de type à tubes sont les plus simples à faire fonctionner et peuvent être facilement fabriqués. Ce travail étudie numériquement le processus de flottabilité piloté par le transfert de chaleur lors de la fusion (stockage de la chaleur) d'une cire de paraffine commerciale utilisée comme PCM remplissant l'espace annulaire d'un échangeur de chaleur horizontal à double conduit. Le fluide chauffé (de l'eau) faisant action passe par le conduit central de l'espace annulaire à un débit suffisamment élevé et maintient ainsi une température quasi isotherme de la paroi du conduit intérieur qui est supérieure à la température de fusion du PCM. La dynamique laminaire couplée à deux dimensions et les équations énergétiques transitoires du modèle sont convenablement dédimensionnées et sont résolues numériquement en utilisant l'approche enthalpie-porosité. Les évolutions selon le facteur temps des modèles d'écoulement et des distributions de température sont présentées par des champs vectoriels de vitesse et des courbes isothermiques. Dans cette étude, deux types d'espaces annulaires remplis de PCM, un espace annulaire simple et un espace annulaire longitudinal à ailettes s
Garay, Rosas Ludwin. "System Simulation of Thermal Energy Storage involved Energy Transfer model in Utilizing Waste heat in District Heating system Application." Thesis, KTH, Kraft- och värmeteknologi, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-161726.
Full textNavarro, Farré Lidia. "Thermal energy storage in buildings through phase change materials (PCM) incorporation for heating and cooling purposes." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2016. http://hdl.handle.net/10803/398840.
Full textLa reducción del consumo energético de calefacción y refrigeración de los edificios es un reto para lograr los objetivos marcados por el Horizonte 2020. Nuevas aplicaciones de almacenamiento de energía térmica en edificios se muestran prometedoras para reducir este elevado consumo energético. Uno de los objetivos de esta tesis doctoral es revisar aplicaciones pasivas y activas de almacenamiento de energía que se encuentran en la literatura, especialmente aquellas con materiales de cambio de fase (PCM). En aplicaciones pasivas los requerimientos de confort y las condiciones climáticas son los principales parámetros que se han tenido en cuenta hasta ahora. Se estudia la influencia de cargas internas en aplicaciones pasivas de PCM. También, se presenta un sistema innovador que actúa como una unidad de almacenamiento térmico y como calefacción y refrigeración. El rendimiento térmico de este sistema se testea bajo condiciones reales y evalúa su potencial de reducción del consumo energético.
Reducing the energy consumption of heating and cooling systems of buildings is a key challenge to achieve the targets set for the Horizon 2020. New applications of thermal energy storage in buildings are promising to reduce the high energy consumption. One of the objectives of this PhD is to review passive and active applications of thermal energy storage in buildings found in the literature, especially those that use phase change materials (PCM). In passive applications comfort requirements and climatic conditions are the main parameters that have been considered so far. For this study, the influence of internal loads has been taken into account in passive PCM applications. Moreover, an innovative system which acts as a storage unit and a heating and cooling supply is presented. The thermal performance of this system is studied and the potential in reducing the energy consumption of heating and cooling is evaluated.
Wong, Kin-chuen, and 黃健全. "Optimization of building cooling system based on genetic algorithms and thermal energy storage." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2011. http://hub.hku.hk/bib/B45701416.
Full textKota, Krishna. "DESIGN AND EXPERIMENTAL STUDY OF AN INTEGRATED VAPOR CHAMBER – THERMAL ENERGY STORAGE SYSTEM." Doctoral diss., University of Central Florida, 2008. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/2816.
Full textPh.D.
Department of Mechanical, Materials and Aerospace Engineering
Engineering and Computer Science
Mechanical Engineering PhD
Kota, Krishna M. "Design and experimental study of an integrated vapor chamber thermal energy storage system." Orlando, Fla. : University of Central Florida, 2008. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/CFE0002332.
Full textHallqvist, Karl. "Högtempererat borrhålslager för fjärrvärme." Thesis, Uppsala universitet, Naturresurser och hållbar utveckling, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-231586.
Full textVärmebehovet är starkt säsongsberoende, med låg last under perioder av högre omgivningstemperatur och hög last under perioder av lägre omgivningstemperaturer. I Göteborg finns en stor mängd spillvärme tillgängligt för fjärrvärmeproduktion sommartid när behovet av värme är lågt. Tillgång till säsongsvärmelager möjliggör att fjärrvärmeproduktion flyttas från vinterhalvår till sommarhalvår, vilket kan ge såväl lönsamhet som miljönytta. Borrhålsvärmelager är ett förhållandevis billigt sätt att lagra värme, och innebär att berggrunden värms upp under sommaren genom att varmt vatten flödar i borrhål, för att under vinterhalvåret användas genom att låta kallt vatten flöda i borrhålen och värmas upp. I traditionella borrhålsvärmelager används ofta värmepump för att höja värmelagrets urladdade temperatur, men på grund av höga temperaturkrav för fjärrvärme kan kostnaden för värmepump bli hög. I denna rapport föreslås ett system för att klara av att nå höga temperaturer till en lägre kostnad. Systemet består av ett borrhålsvärmelager anpassat för högre temperaturer (HT-BTES) samt pelletspannor för att spetsa lagrets utgående fluid för att nå hög temperatur. Syftet med rapporten är att undersöka potentialen för detta HT-BTES-system med avseende på dess tekniska begränsningar, förmåga till fjärrvärmeleverans, konsekvenser för fjärrvärmesystemet, samt lönsamhet och miljöpåverkan. För att garantera att inlagringen av värme inte är så stor att priset för inlagrad värme ökar väsentligt, utgår inlagringen från hur mycket värme som kyls bort i fjärrvärmenätet sommartid. I verkligheten finns betydligt mer värme tillgänglig till låg kostnad. När HT-BTES-systemet producerar fjärrvärme, ersätts fjärrvärmeproduktion från andra produktionsenheter, förutsatt att HT-BTES-systemets rörliga kostnader är lägre. I Göteborg ersätts främst naturgas från kraftvärme, men också en del flis. Kostnadsbesparingen beror på differensen för total fjärrvärmeproduktionskostnad med och utan HT-BTES-systemet. Undersökningen visar att besparingen är större om HT-BTES-systemet placeras i ett område där det är möjligt att mata ut fjärrvärme med lägre temperatur. Om urladdning från HT-BTES kan ske med hög temperatur ökar också besparingen. Detta sker om lagrets volym ökar, om avståndet mellan borrhål minskar eller om värmeöverföringen mellan det flödande vattnet i borrhålen och berggrunden ökar. Dessa egenskaper för lagret leder också till minskade koldioxidutsläpp. Storleken på besparingen beror dock i hög grad på hur bränslepriser utvecklas i framtiden. Strategiska fördelar med HT-BTES-systemet inkluderar; minskad miljöpåverkan, robust system med lång teknisk livslängd (för delar av HT-BTES-systemet), samt att inlagring av värme kan ske från många olika produktionsenheter. Dessutom kan positiva bieffekter identifieras. Undersökningen visar att HT-BTES-systemet har god potential att ge lönsamhet och minskad miljöpåverkan, och att anläggning och drift av lagret kan ske utan omfattande lokal miljöpåverkan. Det har också visats att de geologiska förutsättningarna för HT-BTES är goda på många platser i Göteborg, även om lokala förhållanden kan skilja sig åt. För att nå lönsamhet för HT-BTES-systemet krävs en avvägning på utformning av lagret för att nå hög urladdad temperatur utan att investeringskostnaden blir för stor. Undersökningen visar att om anslutning av HT-BTES-systemet kan ske mot befintlig anslutningspunkt eller till befintlig värmepanna kan investeringskostnaden minska och därmed lönsamheten öka. Placering av HT-BTES-systemet i områden med risk för överföringsbegränsningar kan också minska behovet av att förstärka fjärrvärmenätet, och således bidra till att minska de kostnader som förstärkning av nätet innebär. Betydelsefulla parametrar för att nå lönsamhet för HT-BTES-system inkluderar dessutom kostnaden för inlagrad värme liksom vilket vinstkrav som kan accepteras. Tillgång till HT-BTES möjliggör ökad nyttjandegrad och flexibilitet för fjärrvärmeproduktionsenheter, och därmed ökad anpassningsmöjlighet till förändrade förutsättningar på värmemarknaden. Dock återstår att visa att komponenter som klarar de höga temperaturkraven kan tillverkas till acceptabel kostnad.
Miró, Laia. "Industrial waste heat: mapping, estimations and recovery by means of TES." Doctoral thesis, Universitat de Lleida, 2016. http://hdl.handle.net/10803/399633.
Full textEn el actual contexto energético, el uso del calor residual industrial (CRI) representa una oportunidad atractiva de sustituir el consumo de energía primaria por un medio de bajo nivel de emisiones y de bajo coste. Este calor se puede recuperar y reutilizar en otros procesos, ser transformado en electricidad o en calor. A pesar de su prometedor potencial, este CRI está actualmente en desuso. El objetivo de esta tesis doctoral es el de superar algunas de las barreras tecnológicas y de información que existen actualmente en la utilización de esta fuente de energía. En primer lugar, se ha identificado el potencial mundial actual de CRI a escala de país. En segundo lugar, se generaron nuevas evaluaciones de estimación del potencial de CRI: en la industria de la manufactura española y en la industria de minerales no metálicos Europea. Finalmente, se trató la recuperación y reutilización de este calor mediante almacenamiento de energía térmica y se evaluó exhaustivamente los casos prácticos donde esta tecnología ha sido implementada.
In the current energy context, the use of industrial waste heat (IWH) provides an attractive opportunity to substitute primary energy consumption by a low-emission and low-cost energy carrier. Despite its potential, IWH is largely untapped. This heat can be recovered and reused in other processes, transformed into electricity or heat. The aim of this PhD is to overcome some of the current technological and information barriers and to provide the literature and the researchers with more knowledge of the topic and supporting its widespread development. First, current IWH potential worldwide at country scale was identified. Second, new assessments to estimate the regional IWH potential were generated: in the Spanish manufacture industry as well as in the European non-metallic mineral industry. Finally, its reuse by means of thermal energy storage (TES) was analysed and an exhaustive research of current case studies was performed.
Naser, Mohammad Yousef Mousa. "Computer Modeling of Solar Thermal System with Underground Storage Tank for Space Heating." Wright State University / OhioLINK, 2021. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1620875130064807.
Full textLindberg, Fanny. "Performance Improvement from Single to Multi Latent Thermal Energy Storage System combined Water Heater." Thesis, KTH, Energiteknik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-170897.
Full textI flera energisystem finns skillnader mellan utbud och efterfrågan på energi. Ett sådant system är varmvattenberedaren. Varmvattenberedaren är en sensibel värmelagring där värmeenergi lagras genom temperaturförändring i mediet. Två nackdelar med den sensibla värmelagringen är höga energiförluster och låg energitäthet i mediet. Ett alternativ till den sensibla värmelagringen är den latenta. Den latenta värmelagringen lagrar energi genom en fasändring i mediet och har hög energitäthet. Denna metod för att lagra energi är följaktligen mer kompakt. Dessutom har den latenta värmelagringen goda egenskaper för att laddas upp vid låg användning och laddas ur, dvs. konsumeras, när användningen är högre vid nästan konstant temperaturnivå. Ett material som vanligen används vid latent värmelagring är Phase Change Material (PCM). Dessa har förfinade egenskaper i syfte att lagra energi vid fasändringar. Syftet med studien i denna rapport var att presentera en teoretisk lösning för en PCM Thermal Energy Storage (TES) kombinerad varmvattenberedare för hushållsvattenanvändning i enskilda hushåll. Detta gjordes genom modellering COMSOL Multiphysics där en PCM TES värmeväxlare analyserades. Studien syftade dessutom till att jämföra och utvärdera olika autentiska PCM TES med fokus på antalet PCM och deras fasändringstemperatur. Fokus lades på att jämföra en-PCM TES med två-PCM TES. Syftet var vidare att rekommendera en PCM TES för det definierade systemet utifrån studien. En numerisk simulering utfördes från en tidigare byggd modell. En användarprofil för varmvattenanvändning i enskilda hushåll fastställd från Energimyndigheten användes som grund i arbetet. Profilen delades upp i två huvudområden, låganvändning och höganvändning. Under låganvändning smältes PCM och laddades därmed upp och under höganvändning stelnades PCM och laddades därmed ur. Fyra fall för laddning och urladdning studerades. Två av varje fall hade egenskaperna av två-PCM TES och de andra två av en-PCM TES. Vidare hade två av fallen PCMer med fasändringstemperatur i området av 42 till 60° C och de andra två i området av 35 till 55° C. Resultatet av studien visar att en multi PCM TES med hög fasomvandlingstemperatur var att föredra för den studerade applikationen. Kapacitetens och effektens prestandaförbättring från en- till två PCM TES under urladdningscykeln nådde upp till 1,44% respektive 8,62%.
Williams, Daniel David. "Cold side thermal energy storage system for improved operation of air cooled power plants." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1721.1/78194.
Full textCataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 81-82).
Air cooled power plants experience significant performance fluctuations as plant cooling capacity reduces due to higher daytime temperature than nighttime temperature. The purpose of this thesis is to simulate the detailed operation of a cold side thermal energy storage system in order to evaluate its potential. An organic Rankine cycle geothermal power station is used as an example application. Detailed sizing and operation considerations are discussed. Several representative case studies compare the performance of candidate configurations. Operation of the selected configuration is then simulated for a full year and a proposed integration of the system with existing plant hardware is laid out. A correlation between weather trends and production is outlined. Finally an economic cost/benefit analysis performed to determine the payback period for implementing the proposed system. The cold side TES system is shown to shift substantial power generation capability from nighttime to daytime when electrical demand is highest, especially during hot summer months. For example, daily energy production is shown to increase by up to 18% under particularly favorable conditions. This redistribution of the power generation curve is accomplished with less than a 5% reduction in overall annual energy production in Mega-Watt hours. The system is shown to be more effective at shifting power generation capacity during warmer months than cooler months. The reduced day to night temperature fluctuation during cooler months results in a reduced thermal storage benefit under similar parasitic loads. The economic benefits of this system are dependent upon the on-peak vs off-peak electricity prices. Economic analysis using 2011 transient price data from the U.S. Midwest Region results in a small increase in annual income. The increased income from the proposed cold side TES system is found to be insufficient to outweigh the required capital investment at current electricity prices.
by Daniel David Williams.
S.M.
Fanny, Lindberg. "Performance Improvement from Single to Multi Latent Thermal Energy Storage System combined Water Heater." Thesis, KTH, Energiteknik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-175329.
Full textI flera energisystem finns skillnader mellan utbud och efterfrågan på energi. Ett sådant system är varmvattenberedaren. Varmvattenberedaren är en sensibel värmelagring där värmeenergi lagras genom temperaturförändring i mediet. Två nackdelar med den sensibla värmelagringen är höga energiförluster och låg energitäthet i mediet. Ett alternativ till den sensibla värmelagringen är den latenta. Den latenta värmelagringen lagrar energi genom en fasändring i mediet och har hög energitäthet. Denna metod för att lagra energi är följaktligen mer kompakt. Dessutom har den latenta värmelagringen goda egenskaper för att laddas upp vid låg användning och laddas ur, dvs. konsumeras, när användningen är högre vid nästan konstant temperaturnivå. Ett material som vanligen används vid latent värmelagring är Phase Change Material (PCM). Dessa har förfinade egenskaper i syfte att lagra energi vid fasändringar. Syftet med studien i denna rapport var att presentera en teoretisk lösning för en PCM Thermal Energy Storage (TES) kombinerad varmvattenberedare för hushållsvattenanvändning i enskilda hushåll. Detta gjordes genom modellering COMSOL Multiphysics där en PCM TES värmeväxlare analyserades. Studien syftade dessutom till att jämföra och utvärdera olika autentiska PCM TES med fokus på antalet PCM och deras fasändringstemperatur. Fokus lades på att jämföra en-PCM TES med två-PCM TES. Syftet var vidare att rekommendera en PCM TES för det definierade systemet utifrån studien. En numerisk simulering utfördes från en tidigare byggd modell. En användarprofil för varmvattenanvändning i enskilda hushåll fastställd från Energimyndigheten användes som grund i arbetet. Profilen delades upp i två huvudområden, låganvändning och höganvändning. Under låganvändning smältes PCM och laddades därmed upp och under höganvändning stelnades PCM och laddades därmed ur. Fyra fall för laddning och urladdning studerades. Två av varje fall hade egenskaperna av två-PCM TES och de andra två av en-PCM TES. Vidare hade två av fallen PCMer med fasändringstemperatur i området av 42 till 60° C och de andra två i området av 35 till 55° C. Resultatet av studien visar att en multi PCM TES med hög fasomvandlingstemperatur var att föredra för den studerade applikationen. Kapacitetens och effektens prestandaförbättring från en- till två PCM TES under urladdningscykeln nådde upp till 1,44% respektive 8,62%.
Louw, Andre Du Randt. "Discrete and porous computational fluid dynamics modelling of an air-rock bed thermal energy storage system." Thesis, Stellenbosch : Stellenbosch University, 2014. http://hdl.handle.net/10019.1/86233.
Full textENGLISH ABSTRACT: Concentrating solar power promises to be a potential solution for meeting the worlds energy needs in the future. One of the key features of this type of renewable energy technology is its ability to store energy effectively and relatively cheaply. An air-rock bed thermal energy storage system promises to be an effective and reasonably inexpensive storage system for concentrating solar power plants. Currently there is no such storage system commercially in operation in any concentrating solar power plant, and further research is required before such a system can be implemented. The main research areas to address are the thermal-mechanical behaviour of rocks, rock bed pressure drop correlations and effective and practical system designs. Recent studies have shown that the pressure drop over a packed bed of rocks is dependant on various aspects such as particle orientation relative to the flow direction, particle shape and surface roughness. The irregularity and unpredictability of the particle shapes make it difficult to formulate a general pressure drop correlation. Typical air-rock bed thermal design concepts consist of a large vertical square or cylindrical vessel in which the bed is contained. Such system designs are simple but susceptible to the ratcheting effect and large pressure drops. Several authors have proposed concepts to over-come these issues, but there remains a need for tools to prove the feasibility of the designs. The purpose of this paper is to investigate aDEM-CFD coupled approach that can aid the development of an air-rock bed thermal energy storage system. This study specifically focuses on the use of CFD. A complementary study focusses on DEM. The two areas of focus in this study are the pressure drop and system design. A discrete CFD simulation model is used to predict pressure drop over packed beds containing spherical and irregular particles. DEM is used to create randomly packed beds containing either spherical or irregularly shaped particles. This model is also used to determine the heat transfer between the fluid and particle surface. A porous CFD model is used to model system design concepts. Pressure drop and heat transfer data predicted by the discrete model, is used in the porous model to describe the pressure drop and thermal behaviour of a TES system. Results from the discrete CFD model shows that it can accurately predict the pressure drop over a packed bed of spheres with an average deviation of roughly 10%fromresults found in literature. The heat transfer between the fluid and particle surface also is accurately predicted, with an average deviation of between 13.36 % and 21.83 % from results found in literature. The discrete CFD model for packed beds containing irregular particles presented problems when generating a mesh for the CFD computational domain. The clump logic method was used to represent rock particles in this study. This method was proven by other studies to accurately model the rock particle and the rock packed bed structure using DEM. However, this technique presented problems when generating the surface mesh. As a result a simplified clump model was used to represent the rock particles. This simplified clump model showed characteristics of a packed bed of rocks in terms of pressure drop and heat transfer. However, the results suggest that the particles failed to represent formdrag. This was attributed to absence of blunt surfaces and sharp edges of the simplified clumpmodel normally found on rock particles. The irregular particles presented in this study proved to be inadequate for modelling universal characteristics of a packed bed of rocks in terms of pressure drop. The porous CFD model was validated against experimental measurement to predict the thermal behaviour of rock beds. The application of the porous model demonstrated that it is a useful design tool for system design concepts.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Gekonsentreerde sonkrag beloof om ’n potensiële toekomstige oplossing te wees vir die wêreld se groeiende energie behoeftes. Een van die belangrikste eienskappe van hierdie tipe hernubare energie tegnologie is die vermoë om energie doeltreffend en relatief goedkoop te stoor. ’n Lug-klipbed termiese energie stoorstelsel beloof om ’n doeltreffende en redelik goedkoop stoorstelsel vir gekonsentreerde sonkragstasies te wees . Tans is daar geen sodanige stoorstelsel kommersieël in werking in enige gekonsentreerde sonkragstasie nie. Verdere navorsing is nodig voordat so ’n stelsel in werking gestel kan word. Die belangrikste navorsingsgebiede om aan te spreek is die termies-meganiese gedrag van klippe, klipbed drukverlies korrelasies en effektiewe en praktiese stelsel ontwerpe. Onlangse studies het getoon dat die drukverlies oor ’n gepakte bed van klippe afhanklik is van verskeie aspekte soos partikel oriëntasie tot die vloeirigting, partikel vormen oppervlak grofheid. Die onreëlmatigheid en onvoorspelbaarheid van die klip vorms maak dit moeilik om ’n algemene drukverlies korrelasie te formuleer. Tipiese lug-klipbed termiese ontwerp konsepte bestaan uit ’n groot vertikale vierkantige of silindriese houer waarin die gepakte bed is. Sodanige sisteem ontwerpe is eenvoudig, maar vatbaar vir die palrat effek en groot drukverliese. Verskeie studies het voorgestelde konsepte om hierdie kwessies te oorkom, maar daar is steeds ’n behoefte aanmetodes om die haalbaarheid van die ontwerpe te bewys. Die doel van hierdie studie is om ’n Diskreet Element Modelle (DEM) en numeriese vloeidinamika gekoppelde benadering te ontwikkel wat ’n lug-klipbed termiese energie stoorstelsel kan ondersoek. Hierdie studie fokus spesifiek op die gebruik van numeriese vloeidinamika. ’n Aanvullende studie fokus op DEM. Die twee areas van fokus in hierdie studie is die drukverlies en stelsel ontwerp. ’n Diskrete numeriese vloeidinamika simulasie model word gebruik om drukverlies te voorspel oor gepakte beddens met sferiese en onreëlmatige partikels. DEM word gebruik om lukraak gepakte beddens van óf sferiese óf onreëlmatige partikels te skep. Hierdie model is ook gebruik om die hitte-oordrag tussen die vloeistof en partikel oppervlak te bepaal. ’n Poreuse numeriese vloeidinamika model word gebruik omdie stelsel ontwerp konsepte voor te stel. Drukverlies en hitte-oordrag data, voorspel deur die diskrete model, word gebruik in die poreuse model om die drukverlies- en hittegedrag van ’n TES-stelsel te beskryf. Resultate van die diskrete numeriese vloeidinamikamodel toon dat dit akkuraat die drukverlies oor ’n gepakte bed van sfere kan voorspel met ’n gemiddelde afwyking van ongeveer 10%van die resultatewat in die literatuur aangetref word. Die hitte-oordrag tussen die vloeistof en partikel oppervlak is ook akkuraat voorspel, met ’n gemiddelde afwyking van tussen 13.36%en 21.83%van die resultate wat in die literatuur aangetref word. Die diskrete numeriese vloeidinamika model vir gepakte beddens met onreëlmatige partikels bied probleme wanneer ’n maas vir die numeriese vloeidinamika, numeriese domein gegenereer word. Die "clump"logika metode is gebruik om klip partikels te verteenwoordig in hierdie studie. Hierdiemetode is deur ander studies bewys om akkuraat die klip partikel en die klip gepakte bed-struktuur te modelleer deur die gebruik van DEM. Hierdie tegniek het egter probleme gebied toe die oppervlak maas gegenereer is. As gevolg hiervan is ’n vereenvoudigde "clump"model gebruik om die klip partikels te verteenwoordig. Die vereenvoudigde "clump"model vertoon karakteristieke eienskappe van ’n gepakte bed van klippe in terme van drukverlies en hitte oordrag. Die resultate het egter getoon dat die partikels nie vorm weerstand verteenwoordig nie. Hierdie resultate kan toegeskryf word aan die afwesigheid van gladde oppervlaktes en skerp kante, wat normaalweg op klip partikels gevind word, in die vereenvoudigde "clump"model. Die oneweredige partikels wat in hierdie studie voorgestel word, blykomnie geskik tewees vir die modellering van die universele karakteristieke eienskappe van ’n gepakte bed van klippe in terme van drukverlies nie. Die poreuse numeriese vloeidinamika model is met eksperimentele metings bevestig omdie termiese gedrag van klipbeddens te voorspel. Die toepassing van die poreuse model demonstreer dat dit ’n nuttige ontwerp metode is vir stelsel ontwerp konsepte.
Myska, Martin. "Possibilities with Stirling Engine and High Temperature Thermal Energy Storage in Multi-Energy Carrier System : An analysis of key factors influencing techno-economic perspective of Stirling engine and high-temperature thermal energy storage." Thesis, Mälardalens högskola, Akademin för ekonomi, samhälle och teknik, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:mdh:diva-53407.
Full textOlsen, Lindsay M. "Initial investigation of a novel thermal storage concept as part of a renewable energy system." Monterey, California: Naval Postgraduate School, 2013. http://hdl.handle.net/10945/34716.
Full textApproved for public release; distribution is unlimited
This thesis forms part of a larger study that aims to develop a renewable energy demonstration plant at the Naval Postgraduate School Turbopropulsion Laboratory. The architecture and design approach of the demonstration plant is outlined in this thesis. While all the components of the system are commercially available, the integration of the components is challenging. The results of the design approach presented the optimal way of integrating wind turbines, an electrical system, chiller units, and thermal storage tanks. Modular ice thermal tanks with polypropylene tubing were chosen for storage. The ice thermal storage units were selected over battery storage as they are more cost effective and potentially safer. A statistical analysis was performed using wind data from Monterey Airport, which was beneficial for choosing which wind turbines to implement in the system. The analysis determined that total energy captured by two, 4-kW vertical axis wind turbines was 2,554.8 kW-hours annually. Additionally, ANSYS Fluent was used to analyze the ice growth around the tubing at various ice and tube thicknesses. The ANSYS Fluent analysis showed that ice thickness affects the ice volume growth and change in enthalpy change more than wall thickness affects these conditions.
Hampus, Randén. "Performance improvement from single to multi phase change materials in a thermal energy storage system." Thesis, KTH, Energiteknik, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-175153.
Full textFasväxlingsmaterial (Phase Change Material, PCM) används i många sammanhang för att lagra energi vid konstant temperatur. Ett sätt att överföra värmen är att låta vatten flöda genom ett flänsat rör nedsänkt i en tank fylld med PCM. Denna modell analyseras med en FEM-baserad numerisk mjukvara. Studien jämför den utvunna effekten ur en modell med endast ett PCM, med effekten utvunnen ur en modell med tre olika PCM. Hypotesen var att ett system med flera material var bättre än ett system med endast ett för att erhålla maximal effekt. Resultatet visar att en modell med flera PCM är effektivare än en modell med endast ett. Det indikerar betydelsen av vilka temperaturer av PCM som väljs för att uppnå så hög effekt som möjligt. Detta område rekommenderas för fortsatta studier.
Hasib, A. M. M. Golam. "Effect of Dispersed Particles and Branching on the Performance of a Medium Temperature Thermal Energy Storage System." Thesis, University of North Texas, 2013. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc499995/.
Full textBoampong, James Kwadwo. "Solar thermal heating of a glasshouse using phase change material (PCM) thermal storage techniques." Thesis, Brunel University, 2015. http://bura.brunel.ac.uk/handle/2438/12863.
Full textXimenes, Naves Alex. "Whole Life Sustainability Assessment at the Building Industry and Constructed Assets, through the Whole Life Costing Assessment and Life Cycle Costing Assessment evaluating the economic and financial aspects." Doctoral thesis, Universitat Rovira i Virgili, 2019. http://hdl.handle.net/10803/670202.
Full textLos edificios de energía de red cero pueden entenderse como edificios, que durante un tiempo dado generan tanta energía como consumen. O bien, desde el punto de vista del suministro o el consumo, la disponibilidad de energía está relacionada con algunos problemas básicos, como las fuentes, la conversión, la distribución, la utilización, el desperdicio, la optimización, la eficiencia y la autonomía. Estos problemas revelan la complejidad del tema de la energía y justifican la atención especial que le presta la comunidad académica. Para obtener resultados tangibles en el análisis de estos sistemas, en nuestro estudio nos centramos en el modelado y la optimización de soluciones energéticas aplicadas a edificios o sistemas similares. Por otro lado, el período de tiempo de los objetos analizados se extendió a su período de ciclo de vida esperado. Los objetivos principales se establecieron como: - Verificar y analizar el estado de la técnica de las soluciones de energía renovable para edificios y activos construidos y la aplicabilidad del análisis de costos de ciclo de vida a estas cuestiones; - Configure modelos reproducibles de edificios y sus principales cargas eléctricas, a través de herramientas de Ingeniería de Procesos Asistidos por Computadora, para proceder a simulaciones y optimización, considerando como fuente de energía primaria la energía solar;
Net-zero energy buildings can be understood as buildings, that for a given time, generate as much energy as they consume. Either, from the point of view of supply or consumption, energy availability is related to some basic issues such as source (s), conversion, distribution, utilization, waste, optimization, efficiency and autonomy. These issues reveal the complexity of the subject of energy and justify the special attention given to it by the academic community. To obtain tangible results in the analysis of these systems, in our study we focus on the modelling and optimization of energy solutions applied to buildings or similar systems. On the other hand, the time frame of the analysed objects was extended to their expected life cycle period. The main objectives were stablished as: - Verify and analyse the state-of-the-art of renewable energy solutions for buildings and constructed assets and the applicability of life cycle costing analysis to these issues; - Configure reproducible models of buildings and their main electrical loads, via Computer Aided Process Engineering tools, to proceed simulations and optimization, considering as primary energy source solar energy; - Quantify, using real-life and hypothetical case studies, the benefits of the proposed solutions, aiming the whole life sustainability assessment through the reduction of the whole life cycle costing; and - Guarantee the reproducibility of the models and main general results of this study and make them public, to contribute with their applicability and further researches.
Barrios, Rivero Matías. "EVALUATION OF AN AQUIFER THERMAL ENERGY STORAGE (ATES) SYSTEM FOR THE CITY HOSPITAL IN KARLSRUHE (GERMANY)." Thesis, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Applied Geosciences (AGW), 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-267554.
Full textMAHMOOD, MARIAM. "Study of Hybrid Solar Gas Turbine System: T100 Modeling and Dynamic Analysis of Thermal Energy Storage." Doctoral thesis, Università degli studi di Genova, 2018. http://hdl.handle.net/11567/930643.
Full textMuhammad, Mubarak Danladi. "Development of a cascaded latent heat storage system for parabolic trough solar thermal power generation." Thesis, Cranfield University, 2014. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/9303.
Full textSouza, Luís Manoel de Paiva [UNESP]. "Levantamento de coeficientes de desempenho de armazenador térmico associado a refrigerador doméstico modificado." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2011. http://hdl.handle.net/11449/91720.
Full textCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
No estudo de reaproveitamento de energia térmica, os refrigeradores domésticos dissipam calor para o meio ambiente, através do seu condensador, e esse calor pode ser reciclado, ou seja, recuperado através de escoamento de água, como fluido refrigerante escoando pelo condensador e armazenada em um reservatório. Para isto, construi-se um aparato experimental contendo um refrigerador doméstico, duplex com capacidade de 263 litros para o gabinete de refrigeração e 74 litros para o gabinete de congelamento. O refrigerador tem seu condensador acrescido por um trocador de calor tipo tubos concêntricos em contra corrente, cuja fruição é condensar o fluido refrigente utilizando água em circulação. Dessa forma, caso ocorra o carregamento térmico total do tanque de armazenagem, o calor será originalmente dissipado para o meio ambiente, através do condensador aletado. A água aquecida é então armazenada em um reservatório térmico via estratificação térmica. Assim calculou-se as vazões de água aquecida e fluido refrigerante, como também o coeficiente de desempenho do sistema acumulado. Os resultados mostraram que a vazão de água bem como o coeficiente de desempenho do sistema aumenta de acordo com o aumento da pressão hidrostática. Desta maneira, dos resultados obtidos pode-se concluir que a otimização do experimento se dá de forma eficaz e que, o reaproveitamento da água quente proveniente do condensador é perfeitamente possível, reduzindoo consumo de energia elétrica com aquecedores de água e ainda, minimizando a dissipação de calor para o meio ambiente, sem alterar o funcionamento do refrigerador
In the study of recycling thermal energy it is know that domestic refrigerators dissipate heat to environment through the condenser. This heat can be recycled by a water flow, as a coolant in a modified condenser, and stored in a Domestic Hot Water Storage Tanks (DHWST). Thereby, an experimental apparatus was built containing one domestic refrigerator, each one with capacity of 263 liters in the cooling cabinet and 74 liters in the freezing cabinet. The refrigerators had the condenser increase by a type heat exchanger concentric tubes with a counter-current flow, which has the function of replace the original finned exchanger, condensing the coolant with water flow. Thus, in case the total thermal loading of the storage tank, the heat is dissipated to the original environment through the condenser finned. The heated water is then stored in a thermal reservoir via thermal stratification. In these conditions, the flow of heated water and refrigerant was calculated, as well as the coefficient of performance of the system. The results show that the water flow rate and the coefficient of performance of the system increases with the increase in hydrostatic pressure. According to these results, the experiment optimization is effective and it is totally possible to reuse the warm from modified condenser system, what could reduce the electric energy consumption in water beater and minimize the heat dissipation to environment, without modifying the refrigerator operation
Maxamhud, Mahamed, and Arkam Shanshal. "SELF-SUFFICIENT OFF-GRID ENERGY SYSTEM FOR A ROWHOUSE USING PHOTOVOLTAIC PANELS COMBINED WITH HYDROGEN SYSTEM : Master thesis in energy system." Thesis, Mälardalens högskola, Akademin för ekonomi, samhälle och teknik, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:mdh:diva-49379.
Full textLeppin, Lorenz. "Development of Operational Strategies for a Heating Pump System with Photovoltaic, Electrical and Thermal Storage." Thesis, Högskolan Dalarna, Energiteknik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:du-27304.
Full text