The use of Thermal Energy Storage t

The use of Thermal Energy Storage to meet mankind’s needs is not new. Many ancient civilizations harvested ice from frozen rivers and stored it for all sorts of cooling requirements. Buildings were built with huge amounts of internal and external mass to dampen the diurnal ambient temperature swings. The domestic hot water storage tank is the most common use of TES which has achieved essentially 100% market penetration. With the ever increasing importance in demand reduction and stability of our electric grids, Thermal Energy Storage is once again becoming a valuable technology for air-conditioning buildings. However, what is also becoming apparent are the major “Green” benefits of shifting electric usage to off-peak hours, which include lowering source energy usage and emissions.

For decades Off- Peak Cooling (OPC) systems that use thermal energy in the form of ice or chilled water, have been used in the commercial cooling market place. The 80’s and 90’s were the developmental years of the technology with over 6,000 installations around the world. The industry has matured, refining design methods and producing systems that are reliable and cost effective which have the ability to:

• Reduce Peak Demand at most critical time 20-40%
• Reduce installed cost up to 10% [1]
• Reduce consumer’s energy costs 10-20% [2]
• Reduce energy usage at the building up to 14%
• Reduce source energy usage at power plant 8-34%[3]
• Reduce emissions up to 50%
• Increase Load Factor of Generation up to 25%

• Provide operational flexibility

The value of storage is most clearly shown by what it does for the Load Factor (average load divided by the peak load) of the building. Figure 1a[4] represents a building that is designed with many energy efficiency features which we are all familiar with, integrated together into an effective holistic design. Figure 1b is the same building with a storage system added. Though the site energy use for each of the two designs will be essentially the same, the Load Factors are substantially different (53% vs. 88%).

Figure 1. Load Factors change dramatically by adding storage, thereby lessening impact on Grid (Society)

With the simple addition of storage to all buildings needing air-conditioning, 40% fewer power plants and smaller transmission and distribution lines would be required. (Obviously this is only the case with utility grids that peak in the summer months which is increasingly the case around the world.) This highlights one major reason why cool storage has not made major penetration into the market place. In almost all “energy efficiency” building benchmarking systems around the world, Building Load Factor is not measured or reported; therefore little importance is placed on it. Utilities have tried to get the message across with rates which are normally much less expensive at night because of the simple laws of supply and demand. A simple example shows why the variation in day and night costs will continue, even though in a few areas of the world this is not the case now.

Assuming four buildings (non-storage buildings) that have a peak load of 1 megawatt, a utility would need a 4 megawatt (MW) generator and would sell 8,000MWh a year. If the peak demand of the 4 buildings where reduced by 20% to 0.8MW each (storage can actually take off 40% of a building’s peak), utility could supply another similar building and now be selling 10,000MWh/year with the same generator. This equals 25% increase in generator Load Factor which is a huge savings to a utility. Although there are some small areas that have “flat rates” because they have overbuilt the electric supply, it is only a matter of time before large differences between day and night prices are ubiquitous[1]. Therefore, for the building owner, the simple reason to use Off-Peak Cooling is that it costs them less to cool their building, however the benefits extend much further than that, as will be explained later.

Kết quả (Việt) 1:

Việc sử dụng dung lượng lưu trữ năng lượng nhiệt để đáp ứng nhu cầu của nhân loại không phải là mới. Nhiều nền văn hoá cổ thu hoạch băng từ sông đông lạnh và lưu trữ nó cho tất cả các loại yêu cầu làm mát. Tòa nhà được chế tạo với số lượng lớn các nội bộ và bên ngoài khối lượng để nản chí nhiệt độ môi trường sống đã thay đổi tính. Xe tăng lưu trữ nước trong bể nước là việc sử dụng phổ biến nhất của TES mà đã đạt được về cơ bản thâm nhập thị trường 100%. Với tầm quan trọng ngày càng tăng trong nhu cầu giảm và ổn định của chúng tôi lưới điện, nhiệt năng lượng lưu trữ một lần nữa trở thành một công nghệ có giá trị cho máy lạnh tòa nhà. Tuy nhiên, những gì cũng trở nên rõ ràng rất lợi ích "Xanh" lớn của chuyển đổi sử dụng điện để off giờ, trong đó bao gồm giảm nguồn năng lượng sử dụng và lượng khí thải.Trong nhiều thập niên hệ thống làm mát đỉnh Off-(OPC) sử dụng năng lượng nhiệt trong các hình thức băng hoặc ướp lạnh nước, đã được sử dụng trong thị trường nơi thương mại làm mát. Những năm 80 và 90 's đã nhiều năm phát triển công nghệ với hơn 6.000 trang bị trên toàn thế giới. Ngành công nghiệp đã trưởng thành, tinh chỉnh phương pháp thiết kế và sản xuất hệ thống đáng tin cậy và hiệu quả chi phí mà có khả năng để:• Làm giảm nhu cầu cao điểm quan trọng nhất thời gian 20-40%• Giảm cài đặt chi phí lên đến 10% [1]• Giảm chi phí năng lượng của người tiêu dùng 10-20% [2]• Làm giảm sử dụng năng lượng tại tòa nhà lên đến 14%• Làm giảm sử dụng nguồn năng lượng tại nhà máy điện 8-34% [3]• Giảm lượng khí thải lên đến 50%• Tăng yếu tố thế hệ tải lên đến 25%• Cung cấp tính linh hoạt hoạt động Giá trị dung lượng lưu trữ Hiển thị rõ ràng nhất bởi những gì nó làm cho các yếu tố nạp (tải trung bình chia cho tải đỉnh) của tòa nhà. Con số 1a [4] đại diện cho một tòa nhà được thiết kế với nhiều tính năng hiệu quả năng lượng mà chúng tôi là tất cả quen thuộc với, tích hợp với nhau thành một thiết kế toàn diện có hiệu quả. Hình 1b là tòa nhà cùng với một hệ thống lưu trữ thêm. Mặc dù trang web sử dụng năng lượng cho mỗi người trong số các mẫu thiết kế hai sẽ là về cơ bản giống nhau, các yếu tố tải là đáng kể khác nhau (53% so với 88%).Hình 1. Tải yếu tố thay đổi đáng kể bằng cách thêm lưu trữ, do đó làm giảm tác động trên lưới (xã hội)Với việc bổ sung đơn giản lưu trữ để tất cả các tòa nhà cần điều hòa nhiệt độ, nhà máy điện 40% ít hơn và nhỏ hơn truyền và băng chuyền phân phối sẽ được yêu cầu. (Rõ ràng đây là chỉ là trường hợp với lưới Tiện ích cao điểm trong những tháng mùa hè mà ngày càng là trường hợp trên khắp thế giới.) Điều này làm nổi bật một trong những lý do chính tại sao kho lạnh đã không thực hiện chính thâm nhập vào thị trường nơi. Trong hầu hết các "năng lượng hiệu quả" xây dựng các hệ thống điểm chuẩn trên toàn thế giới, xây dựng hệ tải không đo hoặc báo cáo; do đó tầm quan trọng nhỏ được đặt trên nó. Tiện ích đã cố gắng để nhận được thông với tỷ lệ đó là bình thường ít hơn nhiều tốn kém vào ban đêm vì pháp luật đơn giản của cung và cầu. Một ví dụ đơn giản cho thấy lý do tại sao sự thay đổi trong ngày và đêm chi phí sẽ tiếp tục, mặc dù ở một vài khu vực của thế giới này không phải là trường hợp bây giờ.Giả sử tòa nhà bốn (-lí tòa nhà) có một tải cao điểm của 1 megawatt, một tiện ích nào cần một máy phát điện 4 megawatt (MW) và sẽ bán 8, 000MWh một năm. Nếu nhu cầu cao điểm trong những tòa nhà 4 nơi giảm 20% đến 0.8MW mỗi (lí thực sự có thể cất cánh 40% của một tòa nhà cao điểm), Tiện ích có thể cung cấp một tương tự xây dựng và bây giờ bán 10, 000MWh/năm với cùng một máy phát điện. Điều này tương đương với sự gia tăng 25% trong máy phát điện hệ tải là một tiết kiệm rất lớn cho một tiện ích. Mặc dù có một số khu vực nhỏ mà có "phẳng tỷ lệ" bởi vì họ có overbuilt việc cung cấp điện, nó là chỉ là một vấn đề thời gian trước khi sự khác biệt lớn giữa ngày và đêm giá là phổ biến [1]. Vì vậy, đối với chủ sở hữu xây dựng, những lý do đơn giản để sử dụng Off-Peak làm mát là rằng nó chi phí cho họ ít hơn để làm mát xây dựng của họ, Tuy nhiên những lợi ích mở rộng nhiều xa hơn đó, như sẽ được giải thích sau đó.