Problemele legate de economisirea energiei și de eficiența energetică sunt în creștere în fiecare an în întreaga lume. Acumularea energiei vă permite să economisiți energie și să furnizați o rezervă în cazul unei încetări bruște a sursei principale de energie. Se iau în considerare tipurile de acumulare a energiei și metodele de aplicare a acestora în toate sferele moderne ale activității umane.
Cuvinte cheie: acumulare, stocare termică, eficiență energetică, economie de energie, încălzire.
Energia este una dintre ramurile principale ale economiei moderne. În prezent, eficiența energetică este una dintre principalele direcții pentru dezvoltarea economiei moderne.
Acumularea termică este un proces chimic sau fizic care permite acumularea de căldură într-o baterie termică. Bateria termică constă dintr-un rezervor de stocare, un mediu de acumulare (fluid de lucru), dispozitive de încărcare și echipamente auxiliare. Una dintre modalitățile de economisire a energiei este utilizarea unor așa-numiți acumulatori de energie (acumulatori de căldură). Astfel de instalații pot economisi energie și pot furniza o rezervă în caz de oprire bruscă a sistemului de încălzire.
Scopul principal al stocării energiei este de a depăși neconcordanțele dintre furnizarea de energie consumatorului și nevoile sale reale. O altă sarcină importantă de stocare a energiei este egalizarea producției de energie, adică o scădere a furajului în timpul încărcărilor de vârf și umplerea scurgerilor atunci când energia este aproape nefolosită.
Acumulatorii de căldură (acumulatorii), de regulă, lucrează pe principiul acumulării - eliberarea energiei interne. Acest lucru se realizează prin procese chimice sau fizice din interiorul bateriei. De exemplu, prin încălzirea, răcirea corpurilor lichide sau solide, topirea și alte reacții reversibile. [1-2]
Nu puteți ignora problema oportunității economice, deoarece acumularea de energie poate reduce în mod semnificativ costurile consumatorului. Un exemplu simplu al unei celule de stocare a căldurii este prezentat în figura 1.
O substanță care acumulează căldură este localizată în jurul canalului, cu suportul de căldură care curge de-a lungul acestuia. În timpul încărcării, temperatura lichidului de răcire de la intrarea în acumulator este mai mare decât temperatura la ieșirea din acesta. Curge prin canal și răcire, agentul de răcire fierbinte dă energie materialului care acumulează căldură.
Fig. 1. Schema de calcul a stocării termice cu material de stocare termică monofazată
Acumularea de energie se datorează capacității de încălzire, temperatura materialului crește. Cu descărcarea, temperatura lichidului de răcire la intrarea în rezervorul de stocare este mai mică decât temperatura la ieșirea din acesta. Prin intermediul canalului, lichidul de răcire este încălzit prin răcirea materialului de acumulare a căldurii. Temperatura materialului este coborâtă. [3]
În funcție de mediul de acumulare, se poate stabili următoarea clasificare a acumulatorilor de căldură:
- acumularea directă (schimbul de căldură și acumularea se produc în același mediu)
- acumularea indirectă (doar schimbul de căldură, procesul poate continua cu o tranziție de fază și fără)
- sorbția (pe baza capacității anumitor substanțe de a absorbi gazele cu eliberarea căldurii)
Până în prezent, există un număr mare de tipuri diferite de acumulatori de energie: abur, lichid, cu element electric de încălzire, pneumatic, cu presiune alunecoasă, cu presiune constantă.
Utilizarea acumulatoarelor de căldură în diferite sectoare
Cea mai obișnuită și obișnuită exemplu pentru un acumulator de căldură în serviciile de locuințe și comunale este încălzitorul de apă de stocare. O astfel de instalație a fost utilizat pe scară largă în case, apartamente, vile, precum și în clădiri industriale, centre comunitare și altele asemenea. D., și așa mai departe. P. astfel de aparate de incalzire simultan foarte simplu și rentabil.
Dar în serviciile de locuințe și comunale, principalii consumatori de energie termică sunt sistemele de încălzire ale clădirilor. În cazul încălzirii spațiilor, acumularea este utilizată folosind căldură de tranziție de fază (apă de congelare la 0 ° C). În țările în care costul răcirii în timpul verii este foarte ridicat și proporțional cu costul încălzirii în timpul verii, se recomandă utilizarea acumulării prin intermediul gheții. Acest lucru vă permite să obțineți un efect dublu față de sistemul de încălzire. Posibilitățile de utilizare a acumulatorilor de căldură în serviciile de locuințe și în serviciile comunale sunt discutate în mod activ în Europa și Statele Unite.
Un alt exemplu modern de rezervor termic este un motor cu combustie solară. Se utilizează în principal în domeniul aviației și al tehnologiei spațiale. Activitatea motorului termic solare este asigurată de energizarea cu ajutorul unui sistem de concentrare externă pe suprafața absorbantă a receptorului motorului. Corpul de lucru al motorului curge în interiorul receptorului și se încălzește. Intrând în duza jetului obișnuit, se extinde și creează tracțiunea [3-5].
Ciclul termodinamic al unui motor solar termic este prezentat în figura 2.
Fig. 2. Ciclul termodinamic ideal al unui motor solar termic
Aplicații ale motoarelor solare termice:
- traducerea sateliților de la orbite de la pământ la cele geostaționare
- curățarea resturilor spațiale
- zborurile către orbitele altor planete din sistemul solar, inclusiv până la orbita planetei Marte (motoare 1-5 MW);
- Întreținerea orbitelor stațiilor orbitale pe termen lung (motoare cu puterea de 10-20 kW).
Acumulatorii de energie sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă în construcția de nave. Vasele mici de pasageri care efectuează transporturi pe linii maritime și la lac, de regulă, au sisteme de alimentare cu motorină. În acest caz, scopul principal al activității lor este de a furniza consumatorilor de la bord energie termică de o calitate și o cantitate suficientă. Deoarece lansarea unui motor diesel marin ar trebui să apară în unele cazuri la o temperatură nu mai mică de + 15-20 grade Celsius, atunci, în consecință, încălzirea diesel este necesară la temperaturi scăzute. În acest scop pot fi utilizate diverse instalații, de exemplu cazane suplimentare și frigidere răcite cu apă. Pentru a încălzi bateria, se recomandă utilizarea căldurii acumulate a motorinei în sine. Acest lucru vă permite să renunțați la consumul suplimentar de combustibili și lubrifianți. Economiile depind de condițiile de funcționare și pot varia de la sute de kilograme până la câteva tone.
Utilizarea unui dispozitiv de stocare a energiei termice permite reducerea nu numai a consumului de combustibili și lubrifianți, ci și a cantității totale de substanțe nocive eliberate în mediu în timpul funcționării motorului diesel.
Drum și vehicule cu baterii de căldură. acumularea de căldură în vehicule este un caz particular de stocare a energiei pentru mai multă putere, în cazul în care, în plus față de diferența de timp se produce, de asemenea, și de neconcordanță locală între aprovizionare și consumul de energie. Factorul determinant al utilizării unei baterii în vehicule este volumul și masa acesteia. Dispozitivele de stocare termică și pneumatică ale vehiculelor sunt utilizate împreună cu acumulatorii de energie cinetică electromecanică, cu volantă și cu acumulatorii de combustibil.
În instalațiile industriale pentru stocarea pe termen scurt a energiei, regeneratoarele solide și acumulatorii de abur (apă caldă) sunt utilizate pe scară largă. De asemenea, puteți utiliza unități care rulează pe apă normală sau de înaltă presiune. Sarcina principală a acumulatorilor de energie din industrie nu este atât de multă economie directă a energiei ca reducerea consumului de energie din exterior, în special în cazul instalațiilor cu producție combinată de energie electrică și termică. [3-8]
Sistemele de stocare a energiei termice au găsit o largă aplicare în centralele electrice, industrie, locuințe și servicii comunale și vehicule. Interesul pentru acestea este în creștere atât în țările occidentale, cât și în Rusia. Întrucât problemele legate de eficiența energetică și conservarea energiei rămân întotdeauna relevante, principiile de bază ale stocării energiei vor fi aplicate în tehnologiile viitoare.
Termeni de bază (generați automat). de stocare a energiei, de stocare a energiei, stocare termică, de stocare a energiei, energie termică, de stocare a energiei, stocare termică, energie baterii de căldură, tipuri de stocare a energiei, sarcina de stocare a energiei, locuințe și servicii comunale, de stocare a energiei termice, în scopul de stocare a energiei, de stocare a energiei termice, stocarea energiei termice, stocarea pe termen scurt a energiei, cazul stocării energiei, acumulatorii de energie, principala sursă de energie principiile de stocare a energiei.
Cuvinte cheie
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: