- Tytuł:
-
Koncepcja i modelowanie układu magazynowania energii z wykorzystaniem pieca metalurgicznego do topienia aluminium
Concept and modeling of the storage system using a metallurgical furnace - Autorzy:
-
Grabski, A.
Lasek, J.
Zuwała, J. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/283725.pdf
- Data publikacji:
- 2017
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
- Tematy:
-
magazynowanie energii
piec metalurgiczny
inercyjne wygładzanie przebiegów
energy storage
metallurgical furnace
inertial smoothing - Opis:
-
W pracy przedstawiono koncepcję, model matematyczny oraz obliczenia symulacyjne dynamiki
układu magazynowania energii elektrycznej wykorzystującego ciepło zgromadzone w rozgrzanym
metalu, w metalurgicznym piecu do topienia aluminium. Przyjęto, iż do odzysku energii
elektrycznej zastosowany będzie układ pracujący na zasadzie organicznego cykl Rankine’a (ORC).
Analizie poddano również właściwości obiegu pośredniego pomiędzy układem magazynowania
a odzysku. Przedstawiono przykładowy scenariusz ładowania przy uwzględnieniu rzeczywistej
charakterystyki czasowej konwersji energii elektrycznej za pomocą farmy wiatrowej. Założono
przy tym hipotetyczną charakterystykę zapotrzebowania na energię elektryczną przez użytkownika.
Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych, z których wynika, że układ taki znakomicie
nadaje się do stabilizacji zmiennej charakterystyki wytwarzania w odniesieniu do zapotrzebowania
odbiorców na energię elektryczną oraz ciepło. Przedstawiono wyniki przebiegów czasowych ładowania
pieca energią uzyskaną z farmy wiatrowej oraz rozładowania przez hipotetycznego użytkownika.
Podano również charakterystyki zmienności ciepła akumulowanego w piecu, temperatury
czynnika magazynującego, sprawności. W obliczeniach uwzględniono również wpływ oporu cieplnego
izolacji na charakterystyki magazynowania energii. Zauważono, iż kluczowymi parametrami
wpływającymi na sprawność układu są charakterystyka użytkowania układu (głównie czas oczekiwania
na rozładowanie oraz ilość zmagazynowanej energii) oraz jakość izolacji termicznej pieca.
a odzysku. Przedstawiono przykładowy scenariusz ładowania przy uwzględnieniu rzeczywistej
charakterystyki czasowej konwersji energii elektrycznej za pomocą farmy wiatrowej. Założono
przy tym hipotetyczną charakterystykę zapotrzebowania na energię elektryczną przez użytkownika.
Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych, z których wynika, że układ taki znakomicie
nadaje się do stabilizacji zmiennej charakterystyki wytwarzania w odniesieniu do zapotrzebowania
odbiorców na energię elektryczną oraz ciepło. Przedstawiono wyniki przebiegów czasowych ładowania
pieca energią uzyskaną z farmy wiatrowej oraz rozładowania przez hipotetycznego użytkownika.
Podano również charakterystyki zmienności ciepła akumulowanego w piecu, temperatury
czynnika magazynującego, sprawności. W obliczeniach uwzględniono również wpływ oporu cieplnego
izolacji na charakterystyki magazynowania energii. Zauważono, iż kluczowymi parametrami
wpływającymi na sprawność układu są charakterystyka użytkowania układu (głównie czas oczekiwania
na rozładowanie oraz ilość zmagazynowanej energii) oraz jakość izolacji termicznej pieca.
The paper presents a concept, a mathematical model and simulation calculations of the dynamics of the storage of electric energy using heat collected in heated metal in a metallurgical melting furnace of aluminum. It was assumed that a system based on the organic Rankine cycle (ORC) would be used for the recovery of electricity. The properties of the intermediate circuit between the storage system and the recovery were also analyzed. An example charging scenario is presented, taking the actual time characteristics of the electricity conversion using a wind farm into account. This assumes the hypothetical characteristics of the user’s electricity demand. The results of the numerical calculations show that this arrangement is excellent for stabilizing the variable production curve with respect to the demand for electricity and heat. The results of furnace charging with the energy obtained from the wind farm and the discharge by the hypothetical user are presented. The characteristics of the heat accumulation in the furnace, the temperature of the storage medium and the efficiency are also given. The calculations also take the influence of insulation resistance on the energy storage characteristics into account. It has been noted that the key parameters influencing the efficiency of the system are the characteristics of the system (mainly the waiting time for the discharge and the amount of stored energy) and the quality of thermal insulation of the furnace. - Źródło:
-
Polityka Energetyczna; 2017, 20, 4; 117-128
1429-6675 - Pojawia się w:
- Polityka Energetyczna
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł