Teknolohia ti panagidulin iti pudot

Enerhia ti pudot, a kas maysa kadagiti kapapatgan a taudan ti enerhia nga inus-usar babaen ti sangatauan, ket nangruna a naidasig kadagiti tallo a kategoria a naibatay kadagiti prinsipiona ti panagtrabaho: ti nainsiriban a panagidulin ti pudot, ti nailemmeng a termal (panagbalbaliw ti paset) a panagidulin ti pudot, ken ti termokemikal a panagidulin ti pudot. Daytoy ket mangbukel ti 40% aginggana ti 50% ti maudi a panagusar ti enerhia, ken dagiti panagusar daytoy ket nalawa unay-ranggo. Iti agdama a sistema ti panagrang-ay ken panagusar ti enerhia, gangani amin a proseso ti panagbalbaliw ti enerhia ket mairaman ti enerhia ti pudot. Nupay kasta, gapu ti saan a maliklikan a pannakapukaw ti enerhia bayat ti panagbalbaliw ti enerhia, ti teknolohia ti panagidulin ti pudot ket manmano a direkta a maipakat iti panagidulin ti enerhia ti koriente (kayatna a sawen, dagiti kasasaad a ti input ken output ket agpada nga enerhia ti koriente). Imbes ketdi, daytoy ket ad-adda a masansan a maus-usar a kas maysa a silpo iti kadena ti panagbalbaliw ti enerhia wenno basta maipakat kadagiti sistema ti pudot.

Nainsiriban a panagidulin iti pudot

Ti sensible heat storage technology ket maysa a pamay-an ti panagidulin ken panangiruar iti pudot babaen ti panangusar kadagiti panagbalbaliw ti temperatura ti maysa a substansia. Medio simple ti mekanismo ti panagtrabahona: ti panagidulin wenno pannakairuar ti pudot ket maragpat babaen ti panangpapudot wenno panangpalamiis iti medium. Bayat daytoy a proseso, ti medium ket saan nga agpasar iti kemikal a panagbalbaliw wenno panagbalbaliw ti paset, a mamagbalin iti intero a sistema a nalaka a makontrol ken makapagandar a natalged. Iti pay maipatinayon, adda dagiti adu a kita ti kasta a materiales a pagidulinan ti pudot a magun-od iti nababa a gastos, a mangaramid kadagitoy a maibagay para kadagiti dadakkel-kadakkel nga aplikasion. Daytoy a teknolohia ket saan laeng a nataengan unay no di ket mangipakita pay iti nalawa a potensial ti panagusar iti adu a tay-ak. Nupay kasta, ti nainsiriban a panagidulin ti pudot ket maipasango pay kadagiti sumagmamano a karit, a kas ti nababa a densidad ti enerhia, dakkel a kadakkel ti alikamen, ti dakkel a pannakapukaw ti pudot bayat ti napaut-panawen a panagidulin, ken saan a natalged a temperatura ti panagruar. Ti nainsiriban a media ti panagidulin ti pudot ket mabalin a nasaknap a mailasin iti dua a kategoria: likido ken solido. Dagiti gagangay a likido a materiales a pagidulinan iti pudot ket mairaman ti danum, thermal oil, narunaw nga asin, ken likido a metal. Karaman kadagitoy, ti danum, gapu iti nasayaat a kinatalged ken kinatalgedna, ken ti kinapudno a ti temperatura ti panagidulinna iti pudot ket kadawyan a saan a lumbes iti 100℃, ket nasaknap a maus-usar kadagiti sistema ti panagpapudot ti danum babaen ti init ken panagpapudot iti law-ang. Dagiti lana ti pudot, nga addaan iti nasayaat a konduktibidad ti pudot ken nalawa a sakop ti temperatura ti panagpataray, ket naus-usaren kadagiti nasapa a kalalainganna- ken nangato-temperatura nga aplikasion ti panagidulin ti enerhia ti pudot; nupay kasta, ti nangato a gastosda, ti pannakauram, ken dagiti potensial a nangato-a peggad ti presion kadagiti naserraan-a sistema ti loop ket nangiturong iti in-inut a pannakasukatda babaen dagiti sabali a nangatngato a pagpilian. Iti kasumbangirna, dagiti narunaw nga asin, nga addaan iti nababa a napuskol a presion ti alingasawda, nababa a biskosidad, nangato a termal a konduktibidad, saan a-pannakauram, ken saan a-makasabidong, ket nasayaat ti panagaramidda kadagiti temperatura a maitunos kadagiti kangrunaan a parametro ti singaw ken relatibo a saan a nangina, a mangaramid kadagitoy a maibilang a nasayaat a pagpilian para iti panagbalbaliw ti init a termoelektriko. Nupay kasta, kadagiti nangato unay a temperatura ti aglawlaw, dagiti narunaw nga asin ket mabalin a mangdadael kadagiti tubo ken dagiti mainaig nga alikamen, a kasapulan ti kanayonan a panagsirarak ken pannakapasayaat ti panagtunosda ken panagandurda iti pudot iti stainless steel. Dagiti likido a metal, gapu ti nangato unay a termal a konduktibidadda, ket naikeddeng a kas maysa a potensial a nangato-temperatura (nasurok a 600℃) a solusion ti panagidulin ti pudot; nupay kasta, gapu kadagiti nangato a reaktibo a kemikal a tagikua dagitoy, dagiti kanayonan a wagas ti kinatalged ket kasapulan tapno masigurado ti normal a panagpataray ti sistema, ken ti nangato a gastosda ket mangtengtengngel kadagitoy kadagiti nasapa a tukad ti panagsukisok.

Dagiti gagangay a solido a thermal storage materials ket mairaman ti kongkreto, bato, ken dagiti refractory bricks. No idilig kadagiti likido a thermal storage materials, dagiti solid thermal storage materials ket mabalin nga agtignay iti nangatngato a temperatura ken mangidulin iti ad-adu a pudot iti isu met laeng nga espasio, a kaipapananna ti pannakakissay ti kaadu ti material a kasapulan ken panagbaba ti pakabuklan a gastos.

Nalimed a pudot (panagbalbaliw ti paset) thermal storage

Ti teknolohia ti panagidulin ti enerhia ti pudot a panagbalbaliw ket nangruna nga agpannuray iti nailemmeng a pudot a kas ti kangrunaan a pormana ti panagidulin ti enerhia. Daytoy a teknolohia ket agus-usar ti panagsebseb wenno pannakairuar ti dakkel a kaadu ti nailemmeng a pudot bayat dagiti panagbalbaliw ti paset tapno mangidulin ti pudot. Bayat daytoy a proseso, agtalinaed a dandani kanayon ti temperatura ti material. Daytoy a teknolohia ti panagidulin ti enerhia ti pudot ket addaan kadagiti dakkel a pagimbagan a kas ti nangato a densidad ti enerhia ken bassit a tomo.

Ti proseso a ti banag ket agbaliw manipud iti maysa nga estado aginggana iti sabali ket maawagan iti panagbalbaliw ti paset. Gagangay, daytoy a panagbalbaliw ket mapasamak iti sidong dagiti isotermal wenno asideg a-isotermal a kasasaad ken nabuyogan babaen ti maysa a naipangpangruna a panagbalbaliw ti enerhia-ti panagsebseb wenno pannakairuar ti dakkel a kaadu ti pudot. Daytoy nga enerhia ket naikeddeng a kas ti nailemmeng a pudot ti panagbalbaliw ti paset. Iti partikular, ti nailemmeng a pudot a mairaman iti panagbalbaliw ti paset ti kaaduan a material ket dakdakkel nga amang ngem ti nainsiriban a pudot. Kas pagarigan, ti danum ket addaan iti espesipiko a kapasidad ti pudot iti agarup a 4.2 kJ/kg·℃, ken bayat ti panagbalbaliw manipud iti solido aginggana iti likido a kasasaad (ti yelo a marunaw iti danum), ti danum ket mabalinna nga agsepen ti 355 kJ/kg ti enerhia a kas ti nailemmeng a pudot ti panagbalbaliw ti paset. Gapuna, kadagiti termino ti densidad ti enerhia, ti panagusar ti nailemmeng a pudot ti panagbalbaliw ti paset ket nangruna a nangatngato ngem dagiti pamay-an nga agpannuray laeng iti nainsiriban a pudot.

Dagiti panagbalbaliw ti paset ti banag ket nangruna a mairaman ti uppat a kita: solido-natangken, solido-likido, solido-gas, ken likido-gas. Urayno dagiti panagbalbaliw ti solido-gas ken likido-gas ket addaan kadagiti nangato a nailemmeng a pateg ti pudot, dagiti naipangpangruna a panagbalbaliw ti tomo kadagitoy a kaso ket mangpaadu ti rigat ti praktikal a panagpataray, isu a manglimitar ti panagusar kadagitoy. Iti kasumbangirna, dagiti solido-solid a panagbalbaliw ti paset, a mapasamak no ti solido a material ket agbaliw manipud iti maysa a kristal a kasasaad aginggana iti sabali, ket mangipakpakita kadagiti basbassit a panagbalbaliw ti tomo ken nababbaba a supercooling, ngem ti pudot a nairuar wenno naagsep ket sapasap a nababbaba ngem dagiti sabali a proseso ti panagbalbaliw ti paset. Kadagiti panagbalbaliw ti paset ti solido-likido, agbaliw ti banag manipud iti solido aginggana iti likido a kasasaad. Urayno daytoy a proseso ket agkasapulan ti espesipiko a pagkargaan a mangtengngel ti likido, ti panagbalbaliw ti tomo ket basbassit nga amang ngem kadagiti panagbalbaliw ti paset ti solido-gas ken likido-gas, ken ti nailemmeng a pudot a nairaman ket nangruna a nangatngato ngem kadagiti panagbalbaliw ti paset ti solido-solid. No maited dagitoy a pakabigbigan, dagiti solido-likido a panagbalbaliw ti paset ket agdama a naikeddeng a kas ti kaaduan a praktikal ken nasaknap a maipakat a pamay-an ti panagidulin ti pudot a panagbalbaliw ti paset.

Iti agdama, adu dagiti kita ti materiales a maus-usar iti teknolohia ti panagidulin ti pudot a panagbalbaliw ti paset, a nangruna a nabingbingay iti dua a kategoria a naibatay iti kemikal a komposisionda: organiko ken inorganiko. Dagiti organiko a material a panagbalbaliw ti paset ket nangruna a mairaman dagiti substansia a kas ti paraffin wax, dagiti alkohol, ken dagiti taba nga asido; bayat a dagiti inorganiko a material a panagbalbaliw ti paset ket naibagbaga babaen dagiti kristal a naidanum nga asin, dagiti narunaw nga asin, ken dagiti metal wenno dagiti alloyda. Iti sapasap a panagsao, dagiti organiko a material a panagbalbaliw ti paset ket ad-adda a maibagay para iti panagidulin ti enerhia ti pudot iti nababa aginggana iti kalalainganna a temperatura a sakop, bayat a dagiti inorganiko a material a panagbalbaliw ti paset ket mangipakpakitada ti nasaysayaat a panagaramid ti panagidulin ti enerhia ti pudot iti sidong dagiti kalalainganna aginggana ti nangato a kasasaad ti temperatura.

Termokemikal a panagidulin iti pudot

Ti teknolohia ti panagidulin ti termokemikal a termal nga enerhia ket mangipagpannakkel ti nangato unay a densidad ti enerhia iti tunggal maysa a yunit a tomo, a makadanon iti urnos ti GJ/m3. No maidilig, ti densidad ti enerhia dagiti nainsiriban a materiales a pagidulinan ti pudot ket agarup laeng a maysa-kasangapulo, ken ti nailemmeng a materiales a pagidulinan ti pudot ket kagudua laeng. Iti pay maipatinayon, babaen ti panagsisina dagiti reaktante, daytoy a teknolohia ket makagun-od ti sero-lugi a panagidulin ti enerhia ti pudot iti temperatura ti kuarto, isu a nasaknap a maibilang a maysa kadagiti kaaduan a nainkari a teknolohia para iti dakkel-rukod ken napaut-panawen a panagidulin ti enerhia ti pudot. Maibatay kadagiti nadumaduma a panagbalbaliw ti kemikal a singgalut a mairaman iti proseso ti panagidulin ti enerhia, ti termokemikal a panagidulin ti enerhia ti pudot ket mabalin nga ad-adda a mabingbingay kadagiti dua a kangrunaan a kategoria: ti chemisorption a panagidulin ti enerhia ti pudot ken ti panagidulin ti enerhia ti pudot a reaksion ti kemikal.

Ti chemisorption thermal storage ket nangruna a maibagay para kadagiti aplikasion kadagiti nababa-temperatura nga aglawlaw. Daytoy ket agpannuray iti pannakaporma ken pannakaburak dagiti pisikal wenno kemikal nga intermolekula a puersa (kas dagiti puersa ti van der Waals, dagiti elektrostatiko a puersa, ken dagiti singgalut ti hidroheno) iti nagbaetan dagiti solido nga adsorbente ken dagiti gaseoso nga adsorbate tapno magun-od ti panagidulin ti pudot ken pannakairuar. Daytoy a teknolohia ket nangruna a mangiraman ti dua a kategoria ti sistema: ti maysa ket ti hydrated salt system nga agus-usar ti alingasaw ti danum a kas ti adsorbate; ti sabali ket maysa nga ammonia complex system nga agus-usar kadagiti molekula ti ammonia a kas ti adsorbate. Ti Tabla 1-2 ket mangipakita kadagiti espesipiko a kita, dagiti temperatura ti panagidulin ti pudot/pannakairuar, ken dagiti densidad ti panagidulin ti enerhia ti sumagmamano a kadawyan a maus-usar a chemisorption thermal storage materials.

Table 1-2 Dagiti Tagikua dagiti Gagangay a Maus-usar a Kemikal nga Adsorpsion a Thermal Storage Materials:

Ti kemikal a reaksion a panagidulin ti enerhia ti pudot ket nangruna a maipakat babaen dagiti kalalainganna- ken nangato-a temperatura a kasasaad, ken dagiti sistemana ket nadumaduma, a mairaman ti panagreporma ti metano, sintesis ken panagrunaw ti ammonia, dagiti metal a hidrido, dagiti karbonato, dagiti oksido ti metal, ken dagiti metal a hidroksida. Dagitoy a pamay-an ket makagun-od ti panagidulin ken pannakairuar ti enerhia ti pudot babaen ti pannakaburak ken panagtipon manen dagiti kemikal a singgalut. Daytoy a kita ti panagidulin ti enerhia ket addaan kadagiti dakkel a pateg ti reaksion, nangato a densidad ti enerhia, ken ti nasaknap a sakop ti temperatura ti panagpataray. Nupay kasta, kadagiti praktikal nga aplikasion, agtalinaed dagiti karit, agraman ti panangkontrol iti gastos, pannakarunaw ti material, ken panagidulin iti gas. Gapuna, daytoy ket kasapulan ti panagaramid ti nauneg a panagsukisok kadagiti mainaig a mekanismo ti reaksion ken mangpasayaat ti panagayus ti proseso tapno mapasayaat ti sapasap a panagaramid.

Dagiti termokemikal a sistema ti panagidulin ti enerhia ti pudot ket addaan kadagiti komplikado nga estruktura ken adu a katulongan nga alikamen, a mangibunga kadagiti nangato nga umuna a gastos ti panagpuonan. Iti agdama, ti ultra-nangato a densidad ti enerhiada iti tunggal maysa a yunit a tomo ket saan pay a naan-anay a naus-usar. Iti pay maipatinayon, gapu ti kinarikut dagiti nairaman a mekanismo ti reaksion ti kemikal, ti eksakto a panagtengngel kadagiti kapartak ti reaksion ket makakarit, ken dagiti sumagmamano a proseso ti reaksion ket addaan kadagiti nainget a kasapulan ti kinatalged, nga ad-adda a mangpasayaat ti sapasap nga episiensi ti sistema. Gapuna, ti ad-adu pay a nauneg-nauneg a panagsukisok iti termokemikal a teknolohia ti panagidulin ti enerhia ti pudot ket kasapulan tapno maiturong dagitoy nga isyu.