elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Modeling and Identification of the Dehydration Process in a CaO/Ca(OH)2-based Heat Storage System

Rentz, Anja und Kühl, Viktor und Schmidt, Matthias und Linder, Marc Philipp und Sawodny, Oliver und Böhm, Michael (2024) Modeling and Identification of the Dehydration Process in a CaO/Ca(OH)2-based Heat Storage System. 2024 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), 2024-02-08 - 2024-02-11, Ha Long, Vietnam. doi: 10.1109/SII58957.2024.10417332.

[img] PDF
2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10417332/metrics#metrics

Kurzfassung

Thermochemical energy storage systems are considered a loss free, environmentally friendly solution for storage of renewable energy. This work focuses on a specific application based on CaO/Ca(OH)2 for heat storage. During the endothermic dehydration of Ca(OH)2, heat is stored in the chemical bonds. By bringing CaO and H2O together in the exothermic hydration process, the stored heat is recovered. In this work, we set up a mathematical model to describe the dehydration process. The model covers the reaction driven by heaters in the reactor and the mass flow of gaseous water along a pressure gradient to a heat exchanger, where it condenses. Working towards model based control of the reactor system, the model equations are derived using enthalpy and mass balances as well as reaction kinetics. This yields dynamic equations for the reactor temperature, the water mass in the condenser and the conversion. Three unknown parameters related to heat transfer are identified via an optimization problem. For three data sets we apply a cross validation scheme, where two data sets are used for identification and the third one for model validation. All combinations of data sets in the cross validation were investigated and evaluated with the root mean square error and the qualitative model behavior. Although the identification of a distinct, globally optimal parameter set is challenging, the best parameter set is identified and can be used for future investigations and controller design.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218715/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Anderer)
Titel:Modeling and Identification of the Dehydration Process in a CaO/Ca(OH)2-based Heat Storage System
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rentz, AnjaUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kühl, ViktorViktor.Kuehl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0001-6342-667XNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, MatthiasMatthias.Schmidt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8795-4370NICHT SPEZIFIZIERT
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Sawodny, OliverUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böhm, MichaelUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/SII58957.2024.10417332
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Dehydration Process, Heat Storage System, Condensation, Root Mean Square Error, Mean Square Error, Heat Transfer, Chemical Bonds, Mass Balance, Mass Flow, Heat Exchanger, Water Mass, Water Gas, Cross-validation Scheme, Reactor Temperature, Reactor System, Material Properties, Time Step, Water Temperature, Heat Capacity, Beginning Of The Experiment, Heating Temperature, Reactor Pressure, Water Condensation, Ideal Gas Law, Heating Wire, Condenser Temperature, Fluidized Bed, Water Heating, Heat Transfer Area, Temperature Set Point
Veranstaltungstitel:2024 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
Veranstaltungsort:Ha Long, Vietnam
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:8 Februar 2024
Veranstaltungsende:11 Februar 2024
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Kühl, Viktor
Hinterlegt am:19 Nov 2025 10:35
Letzte Änderung:19 Nov 2025 10:35

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.