Lämpövarastomateriaalit
Viinanen, Toni (2021)
Kandidaatintyö
2021
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021090245061
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021090245061
Tiivistelmä
Maailman primäärienergian kulutus kasvaa jatkuvasti. Uusiutuvan energianlähteiden lisääntyvä käyttö luo energiajärjestelmiin tuotannon kausittaista vaihtelua. Kysynnän ja tarjonnan välisten erojen tasaamiseen tarvitaan energian varastointia.
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on selvittää lukijalle tärkeimmät lämmönvarastointitavat ja esitellä niihin parhaiten soveltuvia materiaaleja. Työssä vertaillaan materiaaleja termodynamiikan, kustannusten ja ympäristövaikutusten näkökulmista sekä esitellään sovelluksia, joissa materiaaleja voidaan hyödyntää nyt ja tulevaisuudessa. Lämpövarastoja käsitellään myös yleisellä tasolla, mutta työn painopiste on varastoaineiden ominaisuuksissa.
Työssä tehtävät johtopäätökset perustuvat lämpövarastomateriaaleista ja -sovelluksista tehtyihin tutkimuksiin sekä alan muuhun kirjallisuuteen. Työssä ilmenee lämpövarastojen potentiaali monenlaisissa prosesseissa. Energian varastoiminen tuntuvana lämpönä on käytetyin ja tällä hetkellä myös halvin menetelmä. Termokemiallisten varastojen energiatiheys ja hyötysuhde ovat muita menetelmiä parempia, mutta kemiallinen epästabiilius ja reaktorien monimutkainen rakenne hankaloittavat tekniikan soveltamista.
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on selvittää lukijalle tärkeimmät lämmönvarastointitavat ja esitellä niihin parhaiten soveltuvia materiaaleja. Työssä vertaillaan materiaaleja termodynamiikan, kustannusten ja ympäristövaikutusten näkökulmista sekä esitellään sovelluksia, joissa materiaaleja voidaan hyödyntää nyt ja tulevaisuudessa. Lämpövarastoja käsitellään myös yleisellä tasolla, mutta työn painopiste on varastoaineiden ominaisuuksissa.
Työssä tehtävät johtopäätökset perustuvat lämpövarastomateriaaleista ja -sovelluksista tehtyihin tutkimuksiin sekä alan muuhun kirjallisuuteen. Työssä ilmenee lämpövarastojen potentiaali monenlaisissa prosesseissa. Energian varastoiminen tuntuvana lämpönä on käytetyin ja tällä hetkellä myös halvin menetelmä. Termokemiallisten varastojen energiatiheys ja hyötysuhde ovat muita menetelmiä parempia, mutta kemiallinen epästabiilius ja reaktorien monimutkainen rakenne hankaloittavat tekniikan soveltamista.