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Simulating and Optimising Thermochemical Energy Storage Reactors with Firedrake

Prill, Torben und Gollsch, Marie und Linder, Marc Philipp und Jahnke, Thomas (2025) Simulating and Optimising Thermochemical Energy Storage Reactors with Firedrake. Firedrake 25, 2025-09-17 - 2025-09-19, Leeds, UK.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Kurzfassung

Thermochemical energy storage (TCES), where thermal energy is stored in a reversible chemical reaction in a porous powder bed, is a promising technology for large-scale and long-term heat storage. It has been under long-standing investigation for prospective applications, such as the capture of excess heat from industrial processes or storing energy in concentrated solar power plants to offset their unpredictable energy generation. As heat transport from a heat source to the reactive material is a limiting factor in current reactor designs, fin structures are incorporated to enhance heat transfer. The geometry of these heat transfer structures has a major influence on the performance characteristics of the reactor, such as capacity and power delivery. In this talk we show how we are using Firedrake for the simulation and optimization of TCES reactors. First, we give a short introduction into problem setting and the reactor model, which is implemented with a finite volume discretization with an immersed interface. Then we show, how to use firedrake.adjoint for sensitivity analysis and topology optimization. Finally, we show how the optimization can be sped up by using firedrakes pyTorch interface to construct a fast surrogate model, which is then used for optimization.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220084/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Simulating and Optimising Thermochemical Energy Storage Reactors with Firedrake
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Prill, TorbenTorben.Prill (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gollsch, MarieMarie.Gollsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0657-9757NICHT SPEZIFIZIERT
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Jahnke, ThomasThomas.Jahnke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2286-6801NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermochemie, Simulation, Topologieoptimierung
Veranstaltungstitel:Firedrake 25
Veranstaltungsort:Leeds, UK
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:17 September 2025
Veranstaltungsende:19 September 2025
Veranstalter :University of Leeds
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: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Prill, Torben
Hinterlegt am:08 Dez 2025 15:30
Letzte Änderung:08 Dez 2025 15:30

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