Μελέτη συστήματος αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας υπό τη μορφή θερμότητας (Carnot Battery)

Καφεζής, Νικόλαος; Kafezis, Nikolaos

dc.contributor.author	Καφεζής, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Kafezis, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2022-10-27T10:57:00Z
dc.date.available	2022-10-27T10:57:00Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56026
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23724
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείριση Ενέργειας”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αποθήκευση ενέργειας	el
dc.subject	Energy storage	en
dc.subject	Ηλεκτρική ενέργεια	el
dc.subject	Electricity	en
dc.subject	Λανθάνουσα θερμότητα	el
dc.subject	Latent heat	en
dc.subject	Αντλία θερμότητας	el
dc.subject	Heat pump	en
dc.subject	Οργανικός κύκλος Rankine	en
dc.subject	Organic Rankine cycle	en
dc.title	Μελέτη συστήματος αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας υπό τη μορφή θερμότητας (Carnot Battery)	el
dc.title	Study of electricity storage system in the form of heat (Carnot Battery)	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Αποθήκευση ενέργειας	el
heal.classification	Θερμοδυναμική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-04
heal.abstract	Στα πλαίσια της εκπόνησης της μεταπτυχιακής διατριβής, μελετάται σύστημα μπαταρίας Carnot για την αποθήκευση και αξιοποίηση της πλεονάζουσας, από ανανεώσιμες πηγές, ηλεκτρικής ενέργειας υπό τη μορφή θερμότητας. Το παραπάνω σύστημα υλοποιείται μέσω διάταξης αντιστρεπτής αντλίας θερμότητας – οργανικού κύκλου Rankine (Organic Rankine Cycle – ORC), χρησιμοποιώντας ως μέσο αποθήκευσης λανθάνουσας θερμότητας κατάλληλο υλικό αλλαγής φάσης (Phase Change Material – PCM). Η παρούσα διατριβή συνίσταται στην οικονομοτεχνική ανάλυση και διαστασιολόγηση του παραπάνω συστήματος για συγκεκριμένη εφαρμογή μικρής κλίμακας, χωρητικότητας 340 kWh αποθηκευμένης ενέργειας και ονομαστικής ηλεκτρικής ισχύος ORC 5 kW, διερευνώντας παράλληλα την αύξηση της ετήσιας απόδοσης (roundtrip efficiency) μέσω αξιοποίησης πλεονάζουσας θερμότητας (απορριπτόμενη θερμότητα, ηλιακή ενέργεια, κ.α.). Αντικείμενο της εργασίας αποτελεί και η επιλογή, μέσω παραμετρικών μελετών, κατάλληλου εργαζόμενου μέσου και υλικού αποθήκευσης θερμότητας. Η μελέτη διενεργείται με τη χρήση μοντέλων σταθερής κατάστασης και αξιοποιώντας προφίλ διαθέσιμης ηλεκτρικής ισχύος και συσχετίσεων κόστους για τις διάφορες συνιστώσες του συστήματος. Το μελετώμενο σύστημα χαρακτηρίζεται από υψηλό Σταθμισμένο Κόστος Αποθήκευσης (Levelized Cost of Storage – LCOS) ίσο με 0,75 €/kWh, γεγονός που οφείλεται, κατά κύριο λόγο, στη μεγάλη συνεισφορά (ποσοστιαία) της μονάδας αποθήκευσης PCM στο κόστος του συστήματος, η οποία ισούται με 59% του συνολικού κόστους.	el
heal.abstract	In the context of the elaboration of the master thesis, a Carnot battery system is studied for the storage and utilization of the surplus renewable electricity, in the form of heat. The above system is implemented through a reversible heat pump – organic Rankine cycle (ORC) layout, using a suitable phase change material (PCM) as a latent heat storage medium. The present thesis consists of the economic-technical analysis and sizing of the above system for a specific small scale application, of 340 kWh capacity of stored energy and nominal electrical power of 5 kW, while investigating the increase of the annual efficiency (roundtrip efficiency) through utilization of excess heat (waste heat, solar energy, etc.). The objectιve of the study is also selecting, through parametric studies, suitable working medium and storage material. The study is carried out using steady state models and utilizing profiles of available electrical power and cost correlations for the various components of the system. The studied system is characterized by a high Levelized Cost of Storage (LCOS) equal to 0.75 €/kWh, which is mainly due to the large contribution (percentage) of the PCM storage unit to the system cost, the which equals 59% of the total cost.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.advisorName	Karellas, Sotirios	en
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Karellas, Sotirios	en
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Koronaki, Irini	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	110 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false