Ученые ДВФУ и ДВО РАН установили оптимальные формы накопителей тепловой энергии.

Закономерности влияния формы тепловых аккумуляторов на их эффективность изучили ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИАПУ ДВО РАН). Полученные данные позволят создавать усовершенствованные устройства накопления энергии под специальные задачи.

Ученые ДВФУ и ДВО РАН проводили исследование для накопителей, принцип работы которых основан на использовании гранулированных материалов с фазовыми переходами. При нагревании такие материалы переходят из твердого состояния в жидкое. За счет этого удается сохранить полученную тепловую энергию, чтобы отдать ее при затвердевании. Подобные устройства используют в перспективных энергетических системах.

Используя разработанную ранее численную модель, ученые рассчитали, как сужения и расширения цилиндрических тепловых аккумуляторов влияют на процессы накопления (зарядки), хранения и отдачи энергии (разрядки) такими аккумуляторами с учетом различных критериев предпочтительности.

– Исследуя процессы зарядки и разрядки тепловых аккумуляторов разных форм, мы применили шесть различных критериев эффективности. Иногда наиболее предпочтительным может быть такой аккумулятор, в котором сохранится как можно больше проходящей через него энергии. В другом случае может понадобиться аккумулятор с наименьшим временем зарядки. Также в случае разрядки кому‑то требуется аккумулятор, который отдает наибольший процент запасенной энергии, а для других может оказаться более полезным аккумулятор, поддерживающий максимально долго температуру газа на выходе не ниже требуемой, – рассказал один из авторов исследования, профессор Инженерного департамента Политехнического института ДВФУ, заведующий лабораторией ИАПУ ДВО РАН Николай Луценко.

Накопители тепловой энергии используют также в составе аккумуляторов других типов. Например, адиабатические накопители энергии сжатого воздуха применяют, чтобы запасать энергию от традиционных электростанций ночью или же солнечными батареями и ветрогенераторами в благоприятную погоду. Это позволяет выдавать дешевую энергию при пиковом энергопотреблении в утренние и вечерние часы.