między składowanie sezonowe energia słoneczna

[lilian07]

uzbrojony we wszystkie materiały, brakuje wody... która musi wypłynąć z ramy!

Tak, nie ma go, ponieważ jest dobrowolny (jest to wartość odniesienia 4180 J/°/kg).

Na początku tego posta miałem taką samą reakcję jak Ty, mój początkowy projekt polegał na zakopaniu zbiornika na wodę....Miałem odpowiednie środki do wykopania, ale obliczenia matematyczne wykazały coś przeciwnego (patrz ten post na początku. ...).
Co więcej, myślę, że jest to prostsze i obchodząc problem i porównując koszty wdrożenia okazuje się, że jest to impas gospodarczy na moją skalę.

Istnieją STES z silnie izolowanym zakopanym zbiornikiem z EPS o bardzo dużej pojemności > 10 000 m3, a ogólna wydajność jest wyższa niż BTES.
BTES jest w stanie przywrócić około 10 kWh/m3 materiału, podczas gdy STES może przywrócić 50 kWh.
Nadal w obszarze, który może być używany bez pompy ciepła, tj. przy 30° delcie temperatury… jeśli „mówię sobie”, to mówię o egzergii… ale nie obchodzi nas to, ponieważ liczby, które ogłaszam, uwzględniają rzeczywistą energię użytkową (jest to oczywiste i wyjaśnione dla tych, którzy chcą przeczytać)
Do obliczeń mojego „systemu globalnego” przy ogrzewaniu podłogowym można wykorzystać temperaturę powyżej 40° i aż do 70°.
Mam świadomość, że nawet jeśli czujnik lampowy da mi wyższe temperatury, to BTES i cały system na pewno nie przekroczą 70°!!!

Z drugiej strony ekonomicznie STES jest dziś nieopłacalny i przeprowadzając studium wykonalności zdaję sobie sprawę, że jest to technicznie trudne i bardzo kosztowne nawet po odzyskaniu.

Załóżmy, że demonstracja matematyczna nie wykazuje utraty czołgu.
Zbiornik magazynowy o pojemności 100 m3 kosztuje kilka tysięcy euro bardzo drogo nawet na rynku wtórnym, wykopy też i nawet przy tego typu pracach zbiornik trzeba zakopać bardzo głęboko od -5m zaczynamy mieć z tym problem maszyny budowlane (wspólne) i masa ziemi do przemieszczenia bardzo problematyczna.... ponadto konieczne jest zapewnienie bardzo mocnej izolacji odpornej na gnicie (EPS na 400mm) bardzo drogie... nie wspominając już o zapewnieniu powyższej konstrukcji wcześniej ponowne uszczelnienie, aby przejść do zbiornika i ponownie uszczelnić wszystko, jeśli grunt się do tego nadaje.

podwójna funkcja! jeśli woda jest cenniejsza od energii, można ją wykorzystać do magazynowania wody deszczowej

Szczerze mówiąc, nie sądzę, żeby stało się to jutro, ale ewentualnie można rozważyć nadrobienie niewielkiej części nieudanej inwestycji początkowej polegającej na przekształceniu się w zbiornik do odzyskiwania wody (prawdziwa porażka ekonomiczna).

Pomiędzy wodą a glebą stosunek energii użytkowej wynosi 4....dla porównania, jest to silnie izolowany kulisty zbiornik magazynujący o pojemności 250 m3 (kula o promieniu 4 m) w porównaniu do gruntu o pojemności 1000 m3 (kula o średnicy 6,2
m) jest bardziej istotne niż 36 odwiertów...

W tym długim poście doszliśmy do wniosku, że wiercenie jest zbyt drogie, aby było opłacalne dla BTES. Stało się to sednem problemu, który, przyznaję, rozwiązałem poprzez drastyczne obniżenie kosztów wiercenia po awarii spowodowanej niemożnością obniżyć cenę samodzielnie zbudowanych paneli termicznych.
Z drugiej strony, gdy zbiornik jest wolny (warstwa wodonośna, to ten system dominuje) Aby dać przykład z bardzo dużymi liczbami....

pierwsze obliczenia, jakie należy wykonać, polegają na ustaleniu, przy jakiej średnicy zbiornika ziemia jest bardziej efektywna niż stara, dobra warstwa waty szklanej

Oczywiste jest, że w przypadku krótkotrwałej izolacji o małych objętościach opór cieplny wełny szklanej przewyższa ziemię... ale pomiędzy porami roku obowiązuje prawo pierwiastka kwadratowego odległości. Trzeba to zobaczyć, gdy mowa o dyfuzyjności (zobacz ten post)

Wreszcie w BTES zawsze znajduje się izolowany zbiornik na wodę (zbiornik buforowy), aby w pełni wykorzystać najlepszy system przechowywania (długi lub krótki czas przechowywania) dla zamierzonego zastosowania.

Ważne jest, aby zobaczyć wszystkie te przypadki, ponieważ uważam, że w ten system zawsze może wśliznąć się pułapka... im bliżej jestem próby, tym bardziej powtarzam sobie, że będzie nieprzewidywalna kość!!

[lilian07]

Przykład zakopanego zbiornika dla @chatelot16 w ustalonej temperaturze...

Jaskinia Avesta ma objętość około 15 000 m3 (45 m długości, 18 m szerokości i 22 m wysokości) i znajduje się na głębokości 25 m (ryc. . Pierwotnie został zbudowany w 1982 r. na potrzeby projektu badawczego, a następnie podłączony do miejskiego systemu ciepłowniczego (Martna, 1983). Nadal działa (Cabeza 2014) i zawiera wodę pod ciśnieniem o temperaturze 115°C.

[chatelot16]

niezależnie od tego, czy jest to zbiornik na wodę, czy ogrzewany obszar ziemi, pierwszą pracą, którą należy wykonać, jest porównanie izolacji termicznej przy gruncie z innymi sposobami izolacji

dla uproszczenia uważam zbiornik (lub strefę podgrzewaną) za kulisty i znajdujący się na dużej głębokości

jeśli weźmiemy pod uwagę, że w wystarczająco dużej odległości R2 ziemia pozostaje w swojej normalnej temperaturze


Rth = ( 1/4 stopy lambda ) ( 1/R1 - 1/R2 ) https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9si ... conduction

niezwykłym wynikiem jest to, że jeśli R2 dąży do nieskończoności, opór cieplny osiąga granicę, która zależy tylko od R1: potwierdza to, co wyjaśniłem w innym komunikacie: im dalej od centrum, tym mniej grunt jest przydatny do izolacji, ponieważ powierzchnia kule są za duże

Rth = 1/4 stopy lambda R

inny sposób widzenia: wyobraźcie sobie zastąpienie przewodnictwa koncentrycznymi kulami przewodnictwem na płaskiej powierzchni
Rth = e / lambda S

powierzchnia kuli S = 4 pi R^2

1/4 stopy lambda R = e/lambda S


1/4 stopy lambda R = e / lambda 4 stopy R^2

e=R

dlatego głęboko zakopana kula ma taki sam opór cieplny jak płaska ziemna ściana o tej samej powierzchni co skorupa i grubości równej promieniowi kuli

zbiornik kulisty o promieniu 1 m jest zatem izolowany tak, jakby jego ściana była płaska i miała grubość 1 m... 1 m ziemi nie izoluje zbyt dobrze

zbiornik o promieniu 100m izolowany tak jakby miał płaską ścianę o grubości 100m: jest dużo lepiej

lambda suchy ląd = 0,75
wełna szklana lambda = 0,04
0,75 / 0,04 = 18,75

aby równać się 20 cm wełny szklanej, potrzeba 0,2 x 18,75 = 3,75 m ziemi

zatem w promieniu 3,75 m zakopany zbiornik jest izolowany tak, jak gdyby było 20 cm wełny szklanej

ale 20cm waty szklanej niekoniecznie wystarczy na lato i zimę...trzeba ją powiększyć

potwierdza to, o czym myślałem od dawna: ta zasada byłaby skuteczna, gdyby była budowana bardzo duża, w skali miasta, ze wszystkimi dachami fotowoltaicznymi podłączonymi do jednego zbiornika

[lilian07]

Z tych analiz zdrowego rozsądku wynika, że ​​nie jest łatwo dokonać analogii ze zwykłymi izolatorami, niemniej jednak należy spróbować je zrozumieć.
Równanie ciepła materializujące przewodnictwo cieplne jest złożonym układem, który wynika z różnicy temperatur pomiędzy 2 ośrodkami i powoduje przepływ tego ciepła w nieodwracalnym kierunku ciepło-zimno, zgodnie z zasadą uniwersalnej zasady termodynamiki.

Od 1804 r. Fourier ustalił to równanie zweryfikowane kilka lat później:
W uproszczonym równaniu różniczkowym (jeden wymiar pierwszego rzędu wystarczający do zrozumienia):

Phi = λ.S ∂T/∂x

Phi: strumień ciepła (W)
λ: przewodność cieplna (W/m/°)
S: przekrój kanału przepływowego (m²)
X: odległość w kierunku przepływu

Analiza oporu cieplnego implikuje 2 główne hipotezy, układ znajduje się w równowadze termicznej, a więc w trybie stacjonarnym, a transfer jest jednowymiarowy (w przypadku budynku zwykła ściana)
Upraszczając równanie różniczkowe: T(x=0) = T1 i T(x=grubość ścianki)=T2

Phi = λ (T1-T2)/e

Jest to profil liniowy (tryb stacjonarny), który nie wymaga już czasu i analogię do prawa Ohma można znaleźć w elektryczności. Przy Ut1t2 w napięciu i R=e/λS (strumień phi oznacza prąd).

To powiedziawszy, to uproszczenie umożliwia wyjaśnienie działania większości zjawisk termicznych, takich jak silniki, izolacja budynku, przewodność cieplna metali itp.
Ten tryb stacjonarny powoduje zanik stałej czasowej, co zakłada zrozumienie tego, co dzieje się wcześniej.

Każdy materiał można scharakteryzować za pomocą oporu cieplnego, ale w przechowywaniu interesuje mnie przebieg przepływu, dlatego intuicyjnie charakteryzujem ośrodek, przez który przechodzi ciepło, za pomocą 2 zjawisk:

1) opór cieplny
2) termiczne przesunięcie fazowe; tj. zdolność materiałów tworzących powłokę do spowalniania wymiany ciepła, w szczególności ciepła

„termiczne przesunięcie fazowe, przydatne np. latem, aby zapobiec przenikaniu energii promieniowania słonecznego w ciągu dnia i odrzucić ją w nocy”

To termiczne przesunięcie fazowe jest związane z dyfuzyjnością cieplną materiałów. Istnieje nawet w przypadku wełny szklanej.

Rozumiemy wówczas, że raczej masywny materiał będzie przewodził więcej, ale także zawierał więcej przepływu ciepła w okresie przejściowym, aż do osiągnięcia równowagi termicznej.

„Na przykład podczas budowy lub remontu domu termiczne przesunięcie fazowe stwarza pewne problemy w zależności od dyfuzyjności zastosowanych materiałów (z wyjątkiem przypadku izolacji od zewnątrz). W przypadku poddaszy, ponieważ pokrycie tylko spowalnia przekazywanie ciepła, dyfuzyjność cieplna materiałów izolacyjnych jest zatem znacznie większa. »

W rzeczywistości, gdy przewodność jest mniejsza niż 1, jesteśmy w izolatorach, gdy jest powyżej 10, jesteśmy w przewodnikach (ogólnie w metalach) pomiędzy 2, jesteśmy w obu przypadkach jednocześnie, co jest interesujące, ponieważ jesteśmy izolując i tym samym przechowując.

Jeśli spojrzymy na watę szklaną pod kątem dyfuzyjności, aby lepiej scharakteryzować jej czas reakcji na ciepło, ta ostatnia jest bardzo lekka, więc nie magazynuje się, a jedynie wykorzystujemy jej rezystywność do ogrzewania.

D = dyfuzyjność
λ: przewodność cieplna (W/m/°)
ρ: gęstość materiału (kg/m3)
c: pojemność cieplna materiału (J/kg/°)

Dyfuzyjność wełny szklanej: 0,94 (mm²/s)
Dyfuzyjność skały (1 mm2/s)

Biorąc pod uwagę pojemność cieplną materiału, widzimy, że front ciepła porusza się w przybliżeniu z tą samą prędkością w wełnie szklanej i w skale.
Analogicznie do oporu cieplnego, 3m ziemi nie równa się 20cm waty szklanej (tryb uproszczony już nie obowiązuje).

Idąc dalej, możemy scharakteryzować czas utrzymywania ciepła 20 cm wełny przed rozpoczęciem spadku temperatury po jej zimnej stronie (przed fazą przejściową), tj. około 10 minut. Faza przejściowa jest porównywalna z modelem elektrycznym, ale z pojemność, która rozładowuje/ładuje i która powoduje zmianę strumienia (prąd = ciepło) przepływającego przez rezystor. Szybkość wyładowania jest następnie charakteryzowana na poziomie 99% (materializowana termicznie przez przewodność, pozorną przekroczoną powierzchnię, stałą przepływu cieplnego i pojemność cieplną ośrodka), aby uniknąć sytuacji, w której nieskończony czas nigdy nie zostanie osiągnięty, albo w równowadze termicznej otrzymujemy po obliczeniu zatrzymanie na kilka dni przed utratą 99% ciepła ..... (spadek wykładniczy)
W ziemi (podobna dyfuzyjność) będziemy mieli po 10 minutach na głębokości około 20 cm znacznie szybszy początek strat, ponieważ przewodność ośrodka jest znacznie wyższa... Większa szybkość rozładowania.

Podsumowując, dyfuzyjność i przewodność to dwa zjawiska, które charakteryzują to samo, czyli przenikanie przepływu ciepła, ale dyfuzyjność uwzględnia pojemność cieplną ośrodka i jego zdolność do spowalniania tego przepływu, szczególnie w trybie przejściowym.

Idąc dalej w tej refleksji nad dużymi wymiarami i materiałami masywnymi, zwalnianie oznacza magazynowanie ciepła na tej długości w masie i przez tak długi czas możemy odzyskać kalorie, zanim opuszczą one środowisko wychwytywania.

[lilian07]

W odpowiedzi na pytanie Chatelot16 dotyczące znaczenia definiowania przechowywania na podstawie oporu cieplnego, próbowałem podsumować sytuację w zakresie modelowania BTES za pomocą obwodu elektrycznego.
Na pierwszy rzut oka bez fazy przejściowej można by modelować pole studni po prostu za pomocą rezystancyjnego obwodu zastępczego.
Odpowiadałoby to ocenie potencjalnych strat na koniec okresu przechowywania (w moim przypadku 6 miesięcy).
Cóż, myślę, że to mogłoby być interesujące, ale wtedy trzeba spróbować ocenić związany z tym margines błędu, nawet jeśli jest to trudne i trzeba przejść przez przybliżone przybliżenia.
Zainteresowanie i określenie ilościowe tych słynnych strat cieplnych oraz ocena zainteresowania magazynami o pojemności rzędu 1000 m3.
Na pierwszy rzut oka, dokonując następujących przybliżeń:
Uważam, że podłoże jest jednolite, przepływ i przenoszenie ciepła w rurze wtryskowej jest również stałe (średnia temperatura wlotu/wylotu), medium nieskończone, brak fazy przejściowej, umieszczając go na końcu teoretycznego przechowywania , wykonując jedynie wtrysk (kwiecień-wrzesień), uznając wtrysk za ciągły (średnia energia pochodząca z czujników) to myślę, że możliwy jest równoważny schemat i może pozwolić na podanie rzędu wielkości.
Po pierwszej nieudanej próbie (zbyt przybliżonej jak na mój gust) zagłębiłem się ponownie w najnowsze tezy, które uzyskałem od jednego z najbardziej zaawansowanych krajów w tej dziedzinie, KANADY.
Oh ! cud w jednej z tez politechniki w Montrealu, której praca nosi tytuł OPRACOWANIE I WALIDACJA SKALOWALNEGO ZESTAWU PIONOWYCH MODELI WYMIENNIKÓW GEOTERMALNYCH podjęto próbę modelowania wpływu termicznego studni typu BTES na podstawie rezystancji i pojemności, co umożliwia również ocenę fazy przejściowej.

Pomimo pewnych przybliżeń autor wspomina o możliwości zbliżenia się do wyników eksperymentalnych z akceptowalną różnicą (dlatego postaram się czerpać inspirację z wyników analitycznych, aby wykreślić krzywą reakcji BTES).
Teza ta umożliwia symulację za pomocą modelu elektrycznego wielu możliwych konfiguracji (model analityczny), ale stwierdza, że ​​należy jeszcze dokonać przybliżeń, w szczególności w zakresie faktu, że płyn w rurach ma temperaturę zmienia się stopniowo od Tin do Tout, że nieizolowane płytkie studnie muszą uwzględniać wpływ temperatur w ciągu roku i że istnieją efekty wpływu dyfuzji ciepła z góry na dół, które nie są bez znaczenia, zwłaszcza w przypadku małych BTES.

Obecnie większość budowanych lub badanych BTES to gruntowe wymienniki ciepła (typu wieloodwiertowego) połączone z pompą ciepła, co pozwala na zwiększenie ogólnej wydajności systemu poprzez obniżenie temperatury przechowywania (układ kaloryczny pomiędzy gruntem i siedlisko).
Przede wszystkim umożliwia to zmniejszenie liczby czujników termicznych i liczby odwiertów, dzięki czemu system jest opłacalny i rozpoznawalny.
Oprócz wyjątkowego przypadku lądowania Darke’a, które odpowiada wskaźnikowi pokrycia energią słoneczną na poziomie 95% w ciągu roku bez konieczności stosowania pompy ciepła, ale jest nieopłacalne ekonomicznie (brakujące 5% jest wytwarzane przez elektrownię gazową), BTES powiązany z małymi pompami ciepła są z pewnością najbardziej wiarygodne na skalę przemysłową.

[chatelot16]

dyfuzyjność jest bezużyteczną cechą ... jeśli chcesz dużej bezwładności cieplnej, nie powinieneś szukać dużej dyfuzyjności dla pojedynczego materiału ... musisz umieścić materiał o wysokiej gęstości ciepła w środku ... i wokół materiału izolacyjnego ... nawet jeśli dyfuzyjność tych 2 materiałów jest niska, to właśnie ta kombinacja będzie miała największą bezwładność

podobnie jak robi się filtr w elektronice, nie szukamy elementu, który jest jednocześnie pojemnościowy i rezystancyjny: stawiamy dobry rezystor i dobry dobrze odseparowany kondensator

[lilian07]

Witam,
W związku z licznymi pytaniami i uzasadnionym sceptycyzmem różnych autorów tego wpisu, musiałem kontynuować badania na temat przechowywania międzysezonowego, kontaktując się w szczególności z ekspertami z BRGM (projekt Solargeotherm). Ma to na celu rozwianie wszelkich wątpliwości przed rozpoczęciem złożonego i niezwykle innowacyjnego projektu.

Jednym z najważniejszych „dręczliwych” pytań było to, czy możliwe jest międzysezonowe magazynowanie ciepła na skalę rezydencji.

Dużą trudnością związaną z „termią” jest to, że do zjawisk przejściowych (przenoszenie i przechowywanie) nie można podejść po prostu za pomocą matematyki (prawo Fouriera 1804), ponieważ zjawisko to jest dyskretne (krok przenoszenie utajonego ciepła) i przypomina prawo prawdopodobieństwa.
Aby lepiej zrozumieć : http://robert.mellet.pagesperso-orange. ... iff_01.htm

Aby uniknąć tej trudności, matematycy uciekają się do sztuczki polegającej na zastosowaniu obliczeń na elementach skończonych, które są prostsze i łatwo programowalne. ta prosta metoda obliczeń wymaga jednak dużej mocy maszyny, aby uzyskać dokładne wyniki i często ogranicza się do obliczeń 2D wystarczających do zbliżenia się do zjawisk 3D (margines błędu 2%).

W końcu udało mi się uzyskać cenne informacje, a zwłaszcza w moich badaniach udało mi się zidentyfikować prosty program do symulacji termicznej, aby zweryfikować szereg istotnych parametrów, w tym istnienie progu krytycznego surowca.
Ta zdolność symulacyjna ułatwia również znalezienie najbardziej dochodowego systemu, ponieważ rentowność często niesie ze sobą pewną formę prostoty i pozwala na optymalizację parametrów wydajności.

Symulacja była dla mnie niezbędna, ponieważ nie byłem w stanie matematycznie ocenić wyników.

To, co po prostu zatrzymam na koniec we wszystkich moich badaniach i lekturach na temat przechowywania międzysezonowego, to:

1. Najważniejszą kwestią w kwestii geomagazynowania ciepła jest minimalizacja strat ciepła na drodze dyfuzji, a zatem (a) wykluczenie wszelkich objętości skalistych, w których występuje cyrkulacja lub nawet obecność wody, oraz (b) zachowanie geometrii geomagazynu, która minimalizuje powierzchnie zewnętrzne w stosunku do objętości wewnętrznej, tj. dla BTES (magazyn przy studniach geotermalnych) cylinder, którego promień jest równy wysokości (zakłada się, że niektóre ściany magazynu mogą być izolowane termicznie lub delikatnie dyfundowane do pożądanego medium) ).
W moim przypadku 1200m3 „ziemi” idealną objętością jest zatem walec o promieniu 7.3 m i wysokości 7.3 m (przypuszczam, że mogę wyizolować powierzchnię, w przeciwnym razie idealną objętością byłby walec o średnicy równej na wysokość).

2. Należy wyposażyć wymienniki geotermalne w wystarczającą gęstość, aby zapewnić żądaną moc zatłaczania i odbioru. Biorąc pod uwagę temperaturę pracy bardzo zbliżoną do geotermalnej na pionowych sondach geotermalnych, punktem wyjścia jest moc wymiennika od 40 do 50 W/m.

3. Zawsze konieczna jest symulacja, jeśli nie można obliczyć przy tego rodzaju strukturze termicznej, a wykluczenie się z pompy ciepła wydaje się trudne, jeśli nie ma się pewności, że w każdych okolicznościach zawsze będzie można wykorzystać kalorie (temperatura powyższy zapas).

Muszę jeszcze sprawdzić kilka rzeczy, zwłaszcza kwestię podgrzania zapasów przed wstrzyknięciem kalorii z panelu słonecznego.
Symulacje są długie....
Dobra niedziela

[fretjex]

Witam,

firma holenderska (wkrótce także francuska) sprzedaje już rozwiązania do przechowywania międzysezonowego: https://www.hocosto.com/product/

moje pytanie: czy ktoś zna firmy oferujące rozwiązania w zakresie przechowywania międzysezonowego (w wodzie, glebie,...) na rynku francuskim?

merci,
Erik

[lilian07]

Witam,
Żadna francuska firma nie oferuje tego typu ofert.
Jednak to przechowywanie działa, ale nadal wydaje się ograniczone do projektów na dużą skalę.
W przypadku samodzielnego budowania i przy spadających kosztach paneli słonecznych i pomp ciepła woda-woda magazynowanie poza sezonem zwraca się w mniej niż 10 lat.
Ponadto tego typu podejście jest coraz bardziej istotne w przypadku szczytów ekstremalnych upałów w lecie.

[Christophe]

Witam,

firma holenderska (wkrótce także francuska) sprzedaje już rozwiązania do przechowywania międzysezonowego: https://www.hocosto.com/product/

moje pytanie: czy ktoś zna firmy oferujące rozwiązania w zakresie przechowywania międzysezonowego (w wodzie, glebie,...) na rynku francuskim?

merci,
Erik

Wow, wydaje mi się to bardzo skomplikowane (a zatem drogie) jako rozwiązanie!

Basen lub elastyczny zbiornik plandekowy w piwnicy lub pustce i 1 duży wymiennik ciepła mogą załatwić sprawę!