Geçici yenilenebilir enerji kaynaklarının hızlandırılması – isimsel rüzgar ve güneş fotovoltaik – şebeke ölçekli enerji depolama çözümleri üzerinde görülmemiş bir talep.Ancak, lityum-iyon pilleri gibi elektrik depolama sistemleri kısa vadeli pazarlara hükmedebilirken, mevsimsel ve uzun vadeli termal depolama sistemleri, bir kritik mühendislik değişkenine büyük ölçüde yük sağlar: Bore deliği ısıtımı ısıtımının ısıtılması için oldukça ölçeklenebilir bir yöntem.

Geleneksel delik yalıtım yöntemleri, genellikle genel jeotermal veya ⁇ iyi inşaattan kabul edilir, yüksek performanslı termal bisiklet talepleri için yetersizdir. Modern BTES dizilerinden ısı kaybı doğrudan ısı veya soğutma sistemi katlanarak, erodeslar bizi başarı döngüsü boyunca kapasiteye sahiptir ve bu şişenin, malzeme alanını tanımaya yardımcı olur.

Bore dem Sıcaklıkta Termodinamik Imperative

Standart delik yalıtımının neden altyüze ısı transferini yöneten fiziğin açık bir kavrayışı gerektirdiğini anlamak. Bir BTES sistemi, boruların kapalı döngüsü aracılığıyla ısı transfer sıvısını dolaşıma sokmak (sıratıcı ısı değişimi veya BHE) ve borular sırasında, ısınıyor.

Standart grouts, genellikle bentonite veya çimentodan oluşur, normal bir BTES işletim sezonundan 0.8 ila 2.0 W /mK'ya kadar uzanan ısı iletkenliği artırmak için kritik derecede yüksektir.[Dönemli: 1) Depolama için kullanılan ısıtımı ve ısıyı azaltmak için ısıtılmış ısınmış bir işlemden geri dönerken, bu hava durumu daha yüksek ısıtılmış bir şekilde ısıtılır.

Konvansiyonel Bore deliği Sınırlamalarının Bir Şekilde

On yıllardır, endüstri mekanik çözümlere dayanıyordu - BHE borularını daha büyük, hava dolu bir beton içinde yerleştirmek gibi - veya termal iletkenliği azaltmak için kimyasal katkı maddeleri standart grouts.

  • [FONT:0] ⁇ Bisiklet Şişman: [DÜDÜT:1] Tekrarlanan genişleme ve delik kaplama malzemesi mikro-kırıklığa yol açar.Bu kırıklar, bir kez su için tercih edilen yollar haline gelir.Su havadan yaklaşık 25 kat daha fazla ısı iletkenliği vardır (0.6 W/mK vs 0.024 W/mK), böylece ıslak, kırılmış grout sütunu hızla kırılır.
  • [FONT:0]Hydrostatik Basınç Etkileri: [Dönder: [Dön delikler (300m+) önemli Hidrostatik baskılar yaşayabilir. Bu baskı standart köpük yalıtımlarını, çöküntüleri ve artan katı-devlet iletimlerini artırabilir. Yüksek basınçlı koşullar da malzemenin dış yapısına da nem verebilir, hidrolik permeasyon olarak bilinen bir süreçtir.
  • [FONT:0)Chemical Degradasyon: [Dönetici: [Dönüşüküm: 1) Yeraltısu kimyası son derece değişkendir. Asitic veya alkali koşullar, çözünmüş tuz veya hidrokarbonlar varlığıyla birlikte, kimyasal olarak standart polimerlere (VPN, TEL) ve çimento bazlı groutlara zaman içinde saldırabilir ve ısıtılır.

Endüstrinin tarihi, İZFLT'yi azaltmaya odaklanır:0) Kadit[DKT:1) bu uzun vadeli performans risklerini sık sık gözden kaçırmıştır. Sonuç, neredeyse komisyondan sonra başlayan sistem verimliliğinde öngörülebilir bir düşüş oldu.

Yüksek derecede Bore deliği ile parçalanıyor

En son delik yalıtım malzemelerinin nesli doğrudan geleneksel yöntemlerin eksikliklerini ele almaktadır. Bunlar, materyal bilimde artış değil, nano ölçekli mühendislik, geç ısı depolamaya ve vakum teknolojisine odaklanır.

Aerogel-Based Blankets ve Composite Grouts

Silica aerogel, her zaman mühendis olan en etkili katı termaldan biri olarak duruyor, 0.015 W /mK olarak düşük bir ısı iletkenliği övünüyor - sadece istasyonlu hava için biraz daha fazla zorluk bu sertliği, tozlu materyali her zaman sağlam bir delik çizgisine entegre ediyor. Son üretim gelişmeler esnek bir aerogel battaniyeleri üretti.

Borges uygulamaları, bu battaniyeler, kurulumdan önce doğrudan BHE boruları etrafında kapatılabilir. battaniye, sıvı boru ve dış grout sütunu arasında yüksek performanslı bir ısı molası oluşturur. Alternatif olarak, aerogel granülleri standart geri yüklemeye doğrudan dahil edilir. birincil bariyeri yaygın olarak kabul edilebilir, ancak üretim ölçeği hızla azalır.

Faz Değişim Malzemeler (PCMs) Termal Buffering için

Sadece ısı akışına karşı direnen faz Değişimi Malzemeleri (PCMs) aktif olarak büyük miktarda ısıyı sağlamdan sıvıya veya belirli bir sıcaklıktaki geri yüklemeye karşı çıkararak, bir PCM, ısı şarj süreleri boyunca (örneğin, bir yaz aylarında) ısınmış ısı ısı miktarı, sıvıya veya yardımcı olur ve tam olarak yüksek ısıyı geciktirir, bu da ısıyı çevreleyen yüksek ısıyı önler.

Bu tampon eylem iki ayrı avantaj sağlar. Birincisi, zemindeki termal yükü pürüzsüzleştirir, üst düzey ısıyı azaltır (önemli, katı olmayan ısı) ve tuz hidratları (daha yüksek ısı ve faz ayrımına eğilimlidir).Mevcut araştırma, PCM'nin kalıcı olarak temizlenmesini engellemek için dayanıklı bir şekilde ısıtılır.

Nanomalzeme-Enhanced Kaplamalar ve Filmler

En küçük ölçekli nanoteknoloji, ısının delikli boru yüzeyi ile nasıl etkileşime girdiğini değiştiren gelişmiş kaplamaların yaratılmasına olanak sağlar. Bunlar, BHE borularının (veya geri dönüş tüpün dış kısmı) örneğin, aşırı derecede düşük bir ısı geçişi için ısı geçişinin bir tabakasını uygular.

Daha sofistike nanokompozisyon kaplamaları, delikli betonun dış kısmı için geliştirilmektedir. Bu kaplamalar, yüksek ısılı ısı direnci ile yüksek ısı yansımalarını birleştirir. Ayrıca, seramik mikrosürelerin seramik doğası (kontlar için kullanılan boyalar için benzersiz bir direnç sunar) çelik veya on yıllar boyunca karbonatın yapısal bütünlüğünü korur.

Vakum yalıtımı ve Gaz-Filled Panel

Mutlak en yüksek termal direniş talep eden uygulamalar için mühendisler, bir VIP ısıtımı (VIPs) delik kullanımı için vakumlu I izolasyonu (VIPs) adapte edilir ve mühürlenir.A VIP standart betondan 500 kat daha etkili.

Delik VIP'lerin zorlukları son derece büyüktür. Hidrostatik basınç derinliğinde kolayca vakum zarfını ezebilir veya tedarik etmek için zarf malzemeyi zorlar, deliklerdeki katı boşlukların yapısal bileşenleri olarak hareket eden sert VIPler geliştirirler.GFPs, hidrostatik baskıdan uzak durmaksızın ve WFLT’nin etrafındaki yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.

Genişletilmiş Yaşamspanya ve Ekonomik Faydaların Sayılanması

Malzemelerin ötesine geçmek, gelişmiş delik yalıtımının temel değeri, rezervuar yaşamlarının doğrudan uzantısıdır ve ısıtılması nedeniyle yılda 1-2 oranındaki ısıtılabilir.

İlk olarak, yüksek termal kurtarma oranları (örneğin, mevsimsel bir mağaza için% 85) daha küçük bir delik alanı aynı ısı pompasının iyileştirilmesine hizmet edebilir, doğrudan ısı pompasının ortalama maliyetini azaltır, sistemin ömrünü azaltır.

Pratik İşsizlik ve Bore delegeye Entegrasyon

Bu gelişmiş malzemeleri uygulamak standart delme ve grouting prosedürleri için değişiklikler gerektirir. Aerogel battaniyeleri, örneğin kurulum sırasında yırtılmadan korunmalıdır. Entegre yalıtım tabakaları ile birlikte, fabrikaya karmaşıklaşma, kalite kontrolü sağlamak. PCM-enhanced grouts için, kapsülleri kırmadan enkapalı partiküllerin üniformasını sağlamak için dikkatli bir şekilde karıştırılmalıdır.

Kalite güvencesi önemlidir. Termal Yanıt Testleri (TRTs), BHE'nin yanında bulunan Dağıtılmış Sıcaklık Senleri (DTS) gibi, gelişmiş yalıtım profilleri için, değiştirilmiş bir TRT protokolü, tüm delik derinliğine doğru doğru bir şekilde ulaşmak için gereklidir.Bu veriler, yüksek performanslı ve yüksek ısı değiştirici performansı için gerçek işletim koşulları altında ve kalibrasyon için geçerlidir.

Overcoming Engelss and Charting Future Path

Sözlerine rağmen, kitlesel kabul için önemli engeller hala kalır. Maliyet birincil faktör. Aerogel battaniye ve VIPler özellikle bu yeni yalıtım sınıflarından dolayı ünite hacmine güvenen daha pahalıdır. Ayrıca, yüksek hacimli PCM'lerde ve nanomalzemeler için tedarik zinciri henüz optimize edilmemiştir.

Gelecekteki yenilikler, biyo-kaynaklı ve geokimyasal olarak uyumlu malzemelere odaklanacaktır. Malzemelerin ısıtılması, elektrokromik veya magnetocaloric etkilerini otomatik olarak kullanarak, şarj ve deşarj döngülerinin gerçek zamanlı olarak gerekli olan bir çalışma aşamasındaki gelişimi, bu tür teknolojiler, bir sonraki aşamaya doğru geçiş noktası haline gelebilirler.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Tamamen yenilenebilir bir enerji sistemine doğru geçiş, termal depolamanın basit, düşük maliyetli çözümlere geçilmesini ve mühendislik performansını kucaklamaktadır. Termal olarak gelişmiş bir delik yalıtımında yenilik - birerogel kompozitleri ve faz değişikliği materyallerinden nanomalzeme kaplamalarına ve vakum panellere kadar-, teknik araçta, bilim insanları tarafından verimli, dayanıklı ve ekonomik olarak uygulanabilir olan, uzun süre boyunca uygulanabilir olan elektriksel müdahaleye ve uzun süre boyunca elektriksel olarak uygulanabilirliği gerektiren elektriksel bir şekilde azaltımı gerektirir.