Akumulace elektřiny pomocí akumulace tepla

Abstract

Diplomová práce řeší alternativní způsob akumulace elektrické energie, a to do ohřátého teplonosného oleje. Práce zahrnuje technický návrh a model protiproudého výměníku typu trubka v trubce, tzv. „double pipe“, jež společně s olejovou nádrží nahrazuje kotel s parogenerátorem a přehřívákem v klasickém Clausius-Rankinově (C-R) cyklu. Tento výměník představuje propojení mezi akumulační nádrží s ohřátým olejem a C-R cyklem s turbínou a generátorem. V práci je nastíněn i současný stav elektroenergetiky z pohledu potřeby akumulace elektrické energie a podpor. Kromě výměníku je v práci modelována optimální konfigurace C-R cyklu využívající tento výměník. Součástí práce jsou výpočetní programy v softwaru Wolfram Mathematica, jež modelují výše zmíněný výměník i s jeho čerpadly a C-R cyklus. Dále je součástí práce i program, ve kterém je řešena optimální konfigurace parametrů výměníku s uvážením čerpadel. Výstupem práce jsou optimální konfigurace výše zmíněného modelu C-R cyklu a výměníku s čerpadly. Součástí příloh jsou i excelovské tabulky s výsledky simulací výměníku s čerpadly.

The diploma thesis deals with an alternative method of accumulating electrical energy, namely in heated heat transfer oil. The work includes the technical design and model of a pipe-in-pipe countercurrent exchanger, the so-called "double pipe", which, together with the oil tank, replaces a boiler with a steam generator and superheater in the classic Clausius-Rankin (C-R) cycle. This exchanger represents the connection between the storage tank with the heated oil and the C-R cycle with the turbine and generator. The work also outlines the current state of the electric power industry from the point of view of the need for electrical energy accumulation and support. In addition to the exchanger, the optimal configuration of the C-R cycle using this exchanger is modeled in the work. The work includes computational programs in the Wolfram Mathematica software, which model the above-mentioned heat exchanger with its pumps and the C-R cycle. Furthermore, the work also includes a program in which the optimal configuration of the heat exchanger parameters is solved, considering the pumps. The output of the work is the optimal configuration of the aforementioned C-R cycle model and the exchanger with pumps. The attachments also include Excel tables with the results of simulations of the heat exchanger with pumps.