Абстрактный:
Концентрирующие солнечные энергетические системы необходимы для улавливания солнечной энергии. Однако прерывистый характер солнечного света требует эффективных решений по хранению энергии. Термохимические системы хранения энергии на основе аммиака стали многообещающим вариантом, использующим солнечную энергию для диссоциации аммиака на газообразный водород и азот. Эта газовая смесь затем используется для экзотермического синтеза аммиака, выделяя энергию для непрерывного цикла тепловой энергии. Это исследование сосредоточено на оптимальной разработке нового процесса синтеза аммиака, в котором для отделения аммиака вместо конденсации используется абсорбция для сбора солнечной термохимической энергии. Была разработана комплексная фундаментальная модель системы, включающая синтез и абсорбцию аммиака, теплообмен, а также сжатие и хранение газа. Была сформулирована задача оптимизации с учетом стандартных материалов и конструктивных ограничений, а для интеграции поведения переходного поглощения в стационарную конструкцию использовался подход вложенной оптимизации/моделирования. Результаты обеспечивают оптимальные размеры и условия эксплуатации для всех технологических установок, сводя к минимуму общие капитальные затраты. Были исследованы различные рабочие давления, которые выявили минимальные различия между оптимальными результатами. Предлагаемый процесс синтеза аммиака с адсорбционным усилением может нагревать сверхкритический пар от 350 до 720 ° C, производя примерно 40,6 МВт.т с разрядной и эксергетической эффективностью примерно 85 и 25% соответственно. Поскольку накопительный бак является самой дорогой единицей, его заменили подземным хранилищем, в результате чего приведенная стоимость тепла составила примерно 1,6 цента/кВтч.тРезультаты тематического исследования подчеркивают потенциал использования абсорбции аммиака в термохимической системе хранения энергии на основе аммиака.
Освальдо Андрес-Мартинес, Махди Малмали, Ци Чжан и Продромос Даутидис
