Fulltext

Theoritical Analysis on Thermal Energy Storage using Phase Change Materials Capsules for Solar Organic Rankine Cycle Power Generation System

التحلیل النظري لخزن الطاقة الحراریة باستخدام كبسولات المواد متغیرة الطور في نظام تولید الطاقة بدورة رانكن العضویة الشمسیة

Hayder Mohammad Jaffal حيدر محمد جفال

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية
ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2014 Volume: 17 Issue: 1 Pages: 15-35
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Abstract

This paper presents a theoretical analysis on packed bed thermal energy storage using phase change material (PCM) to improve the performance of solar organic Rankine cycle power generation system by extending its operational time demand to the night. The transient behavior of packed bed thermal energy storage using spherical capsules filled with paraffin wax as a storage unit has been studiednumerically by finite difference technique for charging and discharging process .The effects of different parameters such as inlet temperature, mass flow rate, bed porosity , diameter of capsule and turbine inlet temperature have shown to be dominant parameters in determining the effective thermal efficiency of the solar ORC. It is seen that, turbine inlet temperature is plays animportant role in the geometrical parameters of the packed bed.Comparison between theoretical results and experimental results of previous study for solar water heating system has been carried out where good agreement is noticed.

یعرض ھذا البحث تحلیلاً نظریاً لخزن الطاقة الحراریة في مھد محشو بمادة متغیرة الطور لتحسین أداء دورة رانكن العضویة الشمسیة لنظام تولید الطاقة الكھربائیة وذلكبتمدید وقت التشغیل المطلوب إلى اللیل .السلوك الغیر مستقر لخزن الطاقة الحراریة في مھد محشو بكبسولات مملوءة بشمع البرافین كوحدة خزن تم دراستھ عددیاً باستخدام طریقة الفروق المحددة لعملتي الشحن والتفریغ.تأثیرات محددات مختلفة مثل درجة حرارة الدخول ,معدل التدفق ,مسامیة المھد ,قطرالكبسولة ودرجة حرارة الدخول للتوربین وضحت لتكون محددا مھیمناً في إیجاد الكفاءة الحراریة الفعالة لدورة رانكن العضویة الشمسیة .لوحظ إن درجة حرارة الدخولالى التوربین تلعب دورا قویا في المعاییر الھندسیة للمھد المحشو.تمت مقارنة النتائج النظریة مع نتائج عملیة لدراسة سابقة لنظام تسخین المیاه وظھر توافق جید بین الدراستین.

Keywords

Solar Energy Storage --- Organic Rankine Cycle --- ORC --- Phase Change Material --- PCM.