Системы хранения электрической или тепловой энергии могут сглаживать переменчивый характер выработки ВИЭ и могут справляться с изменениями спроса как на тепло, так и на электроэнергию.
Ученые из Государственного университета Наварры и Национального центра возобновляемых источников энергии Испании исследовали потенциал использования термоэлектрической системы теплового насоса (ТН) в сочетании с электрическим нагревателем для применения в накопителе тепловой энергии. Для достижения повышенных температур система объединяет блоки термоэлектрических ТН в двухступенчатой конфигурации с воздухом в качестве теплоносителя.
В новой конфигурации достигнуто 30% увеличение преобразования электроэнергии в тепловую по сравнению с обычным электрическим нагревом до 120-200°C. Показано, что модельная установка эффективно повышает температуру с начальной 25°C (окружающая среда) до впечатляющих 113,1°C, достигая КПД ТН 135% при расходе воздуха 23 куб.м/ч. Достигнутое значение КПД не является рекордным для ТН, поскольку они не создают тепловую энергию, а «перекачивают» её из окружающей среды. При этом на «перекачку» тепла уходит меньше электрической энергии, чем на образование тепла, и разница это может достигать даже 400% при некоторых условиях.
Фактически в работе продемонстрировано, как сочетание современных технологий ТН и ВИЭ может повысить эффективность комбинированного цикла производства и хранения тепла и электроэнергии. Такого рода комплексные решения могут быть полезны для построения эффективных микрогридов — как в составе изолированных энергоузлов, так и в малоэтажной застройке.
В дальнейшем научная группа собирается исследовать поведение системы при различных температурах источника холода и изучить использование различных жидкостей в качестве теплоносителя, а также интеграцию материалов с фазовым переходом для увеличения общего КПД системы.
Фото: © Internet of Energy
Источник: Internet of Energy