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Detailed numerical investigation of a pumped thermal energy storage with low temperature heat integration

Jockenhöfer, Henning und Steinmann, Wolf-Dieter und Bauer, Dan (2018) Detailed numerical investigation of a pumped thermal energy storage with low temperature heat integration. Energy (145), Seiten 665-676. Elsevier. doi: 10.1016/j.energy.2017.12.087. ISSN 0360-5442.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217321308

Kurzfassung

In future energy systems, storage technologies for electrical energy are considered to be a key component for increasing the share of renewable energy use. Pumped thermal energy storage technologies represent a promising approach to complement established storage technologies such as pumped-hydro power storages without their geological restrictions. Assuming an ideal, reversible and adiabatic energy conversion process, the stored electrical energy can be entirely recovered. However, the efficiency of real processes is limited by irreversibilities. These exergy losses can be compensated by the integration of low temperature heat. The exergetic efficiency can be further increased by using thermal energy provided during discharging. In this paper, a fully heat-integrated, subcritical PTES using butene as the working fluid is presented. The results of a detailed numerical simulation of the cycle regarding exergy losses during heat transfer, efficiencies of machinery and parasitic energy consumption are shown. A maximum net electrical power ratio between charging and discharging of 125% is obtained, while the maximum exergetic efficiency is 59%. The conducted numerical simulation includes pressure losses and pinch points, allowing for a more in-depth understanding and for a pre-optimization of the hydraulic design.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118673/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Detailed numerical investigation of a pumped thermal energy storage with low temperature heat integration
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Jockenhöfer, HenningHenning.Jockenhoefer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Steinmann, Wolf-Dieterwolf.steinmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, DanDan.Bauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Februar 2018
Erschienen in:Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.energy.2017.12.087
Seitenbereich:Seiten 665-676
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-5442
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Pumped thermal energy storage; PTES; Subcritical; ORC; Butene; Power to heat to power; Waste heat integration; ORC-CHEST
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Thermische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse (Speicher) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Jockenhöfer, Henning
Hinterlegt am:04 Apr 2018 13:09
Letzte Änderung:02 Nov 2023 12:00

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