SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS
A complex mathematical model for optimizing the parameters of structures and regimes of renewable energy systems with seasonal thermal energy storage was developed, implemented and tested. A criterion for the efficiency of these systems has been developed, as the ratio of income from the sale of a u...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/419 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-419 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
seasonal thermal accumulator complex mathematical model complex efficiency criterion iteration method сезонний тепловий акумулятор комплексна математична модель комплексний критерій ефек-тивності ітераційний метод |
| spellingShingle |
seasonal thermal accumulator complex mathematical model complex efficiency criterion iteration method сезонний тепловий акумулятор комплексна математична модель комплексний критерій ефек-тивності ітераційний метод Popovych, О. SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS |
| topic_facet |
seasonal thermal accumulator complex mathematical model complex efficiency criterion iteration method сезонний тепловий акумулятор комплексна математична модель комплексний критерій ефек-тивності ітераційний метод |
| format |
Article |
| author |
Popovych, О. |
| author_facet |
Popovych, О. |
| author_sort |
Popovych, О. |
| title |
SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS |
| title_short |
SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS |
| title_full |
SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS |
| title_fullStr |
SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS |
| title_full_unstemmed |
SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS |
| title_sort |
simulation of renewable energy systems with seasonal heat accumulators |
| title_alt |
МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМ З СЕЗОННИМИ ТЕПЛОВИМИ АКУМУЛЯТОРАМИ ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ |
| description |
A complex mathematical model for optimizing the parameters of structures and regimes of renewable energy systems with seasonal thermal energy storage was developed, implemented and tested. A criterion for the efficiency of these systems has been developed, as the ratio of income from the sale of a unit of energy directed to accumulation to the cost of the heat-insulating material required for this. The mathematical model ensures the determination of the integral value of this criterion for the seasonal cycle of the heat accumulator, taking into account the combined effect of electromechanical and thermal equipment on the efficiency of the system. To start mathematical modeling, information is needed on the value of the heat storage energy utilization factor, as a ratio of energies: transmitted to the consumer and at its input, as well as on the nominal data of the heat pump compressor unit. The latter provides simulation of losses in it. These values are determined based on the results of the work cycle calculation for repeated iteration. The research algorithm provides various options for heat transfer from the thermal accumulator to the heat receiving system, depending on the ratio of their temperatures: with the help of both heat exchangers and heat pumps. The variable input parameters include: operating mode and amount of seasonal heat consumption, ambient temperature, heat accumulator temperature, consumer temperature, heating system temperature, thermal insulation parameters of the consumer and accumulator. With the help of the developed model, comparative studies of the efficiency of thermal accumulator systems in the form of a parallelepiped and a sphere, as well as for variations in the amount of stored energy, were performed. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/419 |
| work_keys_str_mv |
AT popovycho simulationofrenewableenergysystemswithseasonalheataccumulators AT popovycho modelûvannâsistemzsezonnimiteplovimiakumulâtoramivídnovlûvanoíenergetiki |
| first_indexed |
2024-06-01T14:34:37Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:34:37Z |
| _version_ |
1800669733754765312 |
| spelling |
veorgua-article-4192024-02-09T13:53:19Z SIMULATION OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS WITH SEASONAL HEAT ACCUMULATORS МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМ З СЕЗОННИМИ ТЕПЛОВИМИ АКУМУЛЯТОРАМИ ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ Popovych, О. seasonal thermal accumulator, complex mathematical model, complex efficiency criterion, iteration method сезонний тепловий акумулятор, комплексна математична модель, комплексний критерій ефек-тивності, ітераційний метод A complex mathematical model for optimizing the parameters of structures and regimes of renewable energy systems with seasonal thermal energy storage was developed, implemented and tested. A criterion for the efficiency of these systems has been developed, as the ratio of income from the sale of a unit of energy directed to accumulation to the cost of the heat-insulating material required for this. The mathematical model ensures the determination of the integral value of this criterion for the seasonal cycle of the heat accumulator, taking into account the combined effect of electromechanical and thermal equipment on the efficiency of the system. To start mathematical modeling, information is needed on the value of the heat storage energy utilization factor, as a ratio of energies: transmitted to the consumer and at its input, as well as on the nominal data of the heat pump compressor unit. The latter provides simulation of losses in it. These values are determined based on the results of the work cycle calculation for repeated iteration. The research algorithm provides various options for heat transfer from the thermal accumulator to the heat receiving system, depending on the ratio of their temperatures: with the help of both heat exchangers and heat pumps. The variable input parameters include: operating mode and amount of seasonal heat consumption, ambient temperature, heat accumulator temperature, consumer temperature, heating system temperature, thermal insulation parameters of the consumer and accumulator. With the help of the developed model, comparative studies of the efficiency of thermal accumulator systems in the form of a parallelepiped and a sphere, as well as for variations in the amount of stored energy, were performed. Розроблено, програмно реалізовано й апробовано комплексну математичну модель для проєктного синтезу конструктивних і режимних параметрів систем відновлюваної енергетики з сезонним акумулюванням теплової енергії. Розроблено критерій ефективності цих систем як відношення доходу від продажу одиниці енергії, направленої на акумулювання, до вартості потрібного для цього теплоізоляційного матеріалу. Математична модель забезпечує визначення інтегральної величини цього критерію за сезонний цикл роботи теплового акумулятора з урахуванням сумісного впливу електромеханічного й теплотехнічного обладнання на ефективність системи. Початок математичного моделювання потребує інформації про величину коефіцієнта використання енергії теплового акумулятора як співвідношення енергій: направленої споживачу і на його вході, а також про номінальні дані компресорного агрегату теплового насоса для моделювання втрат у ньому. Ці величини уточнюються за результатами розрахунку циклу роботи для повторної ітерації. Алгоритм дослідження передбачає різні варіанти передачі тепла від теплового акумулятора до системи теплоприйому, залежно від співвідношення їх температур: за допомогою як теплообмінників, так і теплових насосів. До вхідних параметрів, що варіюються, належать: режим роботи й величина сезонного теплоспоживання, температури навколишнього середовища, теплового акумулятора, споживача, системи опалення, параметри теплової ізоляції споживача й акумулятора. За допомогою розробленої моделі виконано порівняльні дослідження ефективності систем теплових акумуляторів у формі паралелепіпеда й кулі, а також при варіюванні обсягів енергії. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2023-10-19 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/419 10.36296/1819-8058.2023.3(74).115-126 Возобновляемая энергетика; № 3(74) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 115-126 Відновлювана енергетика; № 3(74) (2023): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 115-126 Vidnovluvana energetika ; No. 3(74) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 115-126 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2023.3(74) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/419/329 Copyright (c) 2023 Vidnovluvana energetika |