Accumulation of heat in basalt at high temperatures in packed and fluidized bed
Akumulace tepla do bazaltu při vysokých teplotách ve fixní a fluidní vrstvě
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Karin Astrid Senta Rindt
Vedoucí práce
Hrdlička František
Oponent práce
Doušová Barbora
Studijní program
Energetika a procesní inženýrstvíInstituce přidělující hodnost
ústav energetikyPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
This dissertation thesis exhibits possibilities for accumulating heat in basalt at high temperatures in a packed and fluidized bed. The goal is to offer a new, relevant thermal storage possibility for Carnot batteries. A Carnot battery is a thermal energy storage concept, offering the possibility to store energy, particularly from renewable energy sources, supporting the way to a more sustainable future. In this thesis, an introduction to Carnot batteries and thermal energy storage is given in an extensive literature review. Different storage materials and technologies are discussed, and the reason why basalt rock is an especially interesting storage material is given. Natural basalt and a cast basalt product are then analysed for their suitability and behaviour as energy storage material, focusing on high temperatures up to 750 °C. In particular, the main contributions of the thesis are as follows: 1. Experiments and mathematical model of the speed of reaching the full potential heat capacity of natural and cast basalt to describe natural and cast basalts charging and discharging behaviour for the use in packed bed thermal energy storage. 2. Evaluation of volumetric, density and surface changes of the natural and cast basalt due to the influence of cycling (charging and discharging, i.e. heating and cooling, of the material). 3. Comparison of packed and fluidized bed storage behaviour, based on experimental studies with sand, and proposal of multi-layered fluidized bed storage, offering specific temperature gradients according to the need of an application. Tato disertační práce seznamuje s možnosti akumulace tepla v čediči při vysokých teplotách v pevné a fluidní vrstvě. Cílem práce je seznámit s novou, relevantní možností ukládaní tepla pro Carnotovy baterie. Carnotova baterie je koncept skladovaní tepelné energie, který nabízí možnost ukládat energii, zejména z obnovitelných zdrojů energie, a podporuje tak cestu k udržitelnější energetické budoucnosti. V této prací je v rozsáhlém literárním přehledu uveden úvod do Carnotových baterií a skladování tepelné energie. V prací jsou diskutovaný různé druhy materiály pro ukládání teplené energie a technologie s uvedením důvodu, proč je čedičová hornina obzvláště zajímavá pro skladovaní energie. Přírodní čedič a litý čedičový produkt jsou analyzovaný z hlediska jejich vhodnosti a chování jako materiálu akumulujícího energii až do 750 °C.Hlavní přínosy práce jsou zejména následující: 1. Experimenty a matematický model rychlosti dosažení plné potenciální tepelné kapacity přírodního a litého čediče k popisu chování při nabíjení a vybíjení přírodního a litého čediče pro použití při akumulaci tepelné energie. 2. Hodnocení objemových, hustotních a povrchových změn přírodního a litého čediče vlivem cyklování (nabíjení a vybíjení, tj. ohřev a ochlazování materiálu). 3. Porovnání chování při skladování v náplni a ve fluidním loži na základě experimentálních studií s pískem a návrh vícevrstvého skladování ve fluidním loži nabízející specifické teplotní gradienty podle potřeby aplikace.
Kolekce
- Disertační práce - 12000 [270]