view in publisher's site

Thermodynamic and exergy analysis of a combined pumped hydro and compressed air energy storage system

Highlights•A PHCA system can be incorporated with renewable sources such as wind and solar.•A thermodynamic and exergy model was developed to study a PHCA system performance.•Key parameters affecting the system performance were investigated and evaluated.•Exergy destruction for each system component was analysed and discussed.•Pump was identified as the most important component to improve the system efficiency.AbstractThe Pumped-Hydro and Compressed-Air (PHCA) is a new energy storage system which can be coordinated with renewable energy sources such as wind and solar. In this paper, a comprehensive thermodynamic and exergy model is developed to study the thermal characteristics of a combined Pumped-Hydro and Compressed-Air (PHCA) energy storage system. The effect of key parameters, including storage pressure, pre-set pressure, air-compression mode and pump/hydroturbine efficiency on system performance is investigated. The results showed that an optimum pre-set pressure existed to maximize energy storage level for a specific storage pressure. The storage pressure also showed a large effect on the energy storage level and work output. As the storage pressure increased from 4 to 16 MPa, the energy storage level and work output increased remarkably. Furthermore, the performance of a PHCA system was largely influenced by the air compression/expansion mode in the energy storage vessel. The PHCA system stored 10% more energy through an isothermal compression process than that through an isentropic air compression process. It generated 14% more work output through an isothermal expansion process than that through an isentropic air expansion process. The exergy analyses showed that exergy destruction in pump was about 15% higher than that in hydroturbine.

تحلیل ترمودینامیکی و اکسرژی سیستم نیروگاه برق آبی فشرده و ترمودینامیکی

کاره‌ای مهم: یک سیستم PHCA می‌تواند با منابع تجدید پذیر مثل باد و خورشید ترکیب شود. یک مدل ترمودینامیکی و اکسرژی برای مطالعه عملکرد سیستم PHCA توسعه داده شد. پارامترهای کلیدی موثر بر عملکرد سیستم بررسی و ارزیابی شدند. تخریب Exergy برای هر جز سیستم تحلیل و مورد بحث قرار گرفت. پمپ به عنوان مهم‌ترین جز برای بهبود سیستم efficiency.Abst pumped - هیدرو و فشرده (PHCA)یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی جدید است که می‌تواند با منابع انرژی تجدید پذیر مثل باد و خورشید هماهنگ باشد. در این مقاله، یک مدل جامع ترمودینامیکی و اکسرژی برای مطالعه ویژگی‌های حرارتی یک سیستم ذخیره انرژی pumped - هیدرو - فشرده (PHCA)توسعه‌یافته است. تاثیر پارامترهای کلیدی شامل فشار ذخیره‌سازی، فشار پیش از تنظیم، حالت فشرده‌سازی هوا و راندمان پمپ بر عملکرد سیستم بررسی شده‌است. نتایج نشان داد که یک فشار پیش تنظیم‌شده بهینه برای به حداکثر رساندن سطح ذخیره‌سازی انرژی برای یک فشار ذخیره‌سازی خاص وجود دارد. فشار ذخیره همچنین اثر زیادی بر سطح ذخیره‌سازی انرژی و خروجی کار نشان داد. با افزایش فشار ذخیره‌سازی از ۴ تا ۱۶ مگاپاسکال، سطح ذخیره‌سازی انرژی و خروجی کار به طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یافت. علاوه بر این، عملکرد سیستم PHCA عمدتا تحت‌تاثیر حالت انبساط / انبساط هوا در مخزن ذخیره‌سازی انرژی قرار داشت. سیستم PHCA ۱۰ % انرژی بیشتری را از طریق فرآیند فشرده‌سازی ایزوترمال ذخیره می‌کند تا از طریق فرآیند فشرده‌سازی هوا. این فرآیند ۱۴ % خروجی کار بیشتر را از طریق فرآیند انبساط ایزوترمال تولید می‌کند تا از طریق فرآیند توسعه هوایی isentropic. تحلیل‌های اکسرژی نشان داد که تخریب اکسرژی در پمپ حدود ۱۵ درصد بیشتر از تخریب در hydroturbine بود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.