Thermal energy storage solutions for building applications
Loading...
Access the documents
Date
2023-01-25T08:58:11Z , 2023-01-25T08:58:11Z , 2022-10-07
Authors
Vérez, David
Other authors
false
Cabeza, Luisa F.
Zsembinszki, Gabriel
Universitat de Lleida. Departament d'Informàtica i Enginyeria Industrial
Impact
Export
Share
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Abstract
El canvi climàtic constitueix un dels reptes més importants per a les generacions actuals i futures. El Grup Intergovernamental d'Experts sobre el Canvi Climàtic (IPCC) estima que les activitats humanes han estat responsables aproximadament de 1.0 ºC d'escalfament global per sobre dels nivells preindustrials, portant grans impactes negatius. En aquest context, l'IPCC ha fixat l'objectiu de limitar l'escalfament global a 1.5 ºC per al 2050; per sobre d'aquest valor, els danys serien irreversibles. Les emissions de gasos amb efecte d'hivernacle (GHG) són els principals impulsors del canvi climàtic. El període 2010-2019 va donar els seus valors més alts de la història. Durant aquest període, el sector dels edificis va aportar el 21% de les emissions mundials de GHG. Aquestes dades van impulsar aquesta tesi, emmarcada en l’estudi dels sistemes que componen les emissions de GHG en edificis, així com el desenvolupament de les tecnologies que permetin mitigar-les. La primera secció analitza, mitjançant tècniques d’anàlisi bibliomètrica, els principals sistemes que componen la demanda energètica dels edificis. Per això, es van estudiar els serveis dels edificis i el seu impacte sobre el canvi climàtic. A més, es van estudiar els electrodomèstics i les seues tendències en eficiència energètica, correlacionades amb les polítiques implementades a nivell global. Així mateix, es van estudiar els co-beneficis de l'emmagatzematge d'energia tèrmica (TES) extrapolats des del camp de les energies renovables, identificant el TES com a transcendental en la transició energètica. La segona secció de la tesi es va embrancar en l’anàlisi experimental i mitjançant simulacions de tres sistemes d’emmagatzematge tèrmic. El primer sistema es va enfocar a disminuir les pèrdues tèrmiques d’un dipòsit d’emmagatzematge per a calefacció mitjançant l’ús d’aïllament al buit. Es va demostrar que aquest aïllament pot disminuir fins a 10 vegades les pèrdues tèrmiques respecte al convencional. El segon estudi va realitzar una avaluació comparativa entre dos dissenys de materials de canvi de fase (PCM) macro-encapsulats en un TES. Es va concloure que el disseny a utilitzar dependrà de l'aplicació i d’un compromís entre més densitat energètica o més entrega de calor. El tercer estudi va identificar els principals reptes en la utilització del concret per emmagatzemar energia a alta temperatura, alhora que es va proposar i analitzar un nou disseny per superar aquests reptes. Els resultats d’aquesta tesi han demostrat que l’emmagatzematge d’energia tèrmica té un gran potencial en la transició energètica de manera general i dels edificis de manera particular.