Chia sẻ bài báo qua Email MÔ HÌNH ENERGY HUB CHO TỐI ƯU NGUỒN – LƯU TRỮ TRONG CẤP NHIỆT SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 23/10/25 Ngày hoàn thiện: 03/02/26 Ngày đăng: 05/02/26Các tác giả
1. Hà Thanh Tùng, Trường Đại học FPT2. Phạm Thị Hồng Anh
, Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông – ĐH Thái Nguyên
Tóm tắt
Các hệ thống cấp nhiệt sử dụng năng lượng tái tạo, bơm nhiệt và thiết bị tích trữ ngày càng phổ biến, nhưng phần lớn nghiên cứu chỉ tập trung vào dung lượng thiết bị, chưa đánh giá đầy đủ tác động của vị trí bố trí bơm nhiệt và bồn tích trữ đến hiệu quả hệ thống. Nghiên cứu này xây dựng mô hình tối ưu đa mục tiêu dựa trên Energy Hub nhằm đánh giá hiệu quả năng lượng, chi phí năm và phát thải. Sáu cấu hình kết hợp giữa bơm nhiệt nhiệt độ cao/thấp và tích trữ sơ cấp/thứ cấp được phân tích cho phụ tải nhà ở và văn phòng bằng phương pháp MINLP. Kết quả cho thấy đóng góp chính: bố trí bơm nhiệt nhiệt độ thấp ở mạng thứ cấp giúp tăng hiệu suất 56% (nhà ở), 54% (văn phòng), giảm chi phí vận hành 40% và 30%, đồng thời giảm tới 70% phát thải so với bố trí truyền thống ở mạng sơ cấp. Ảnh hưởng của vị trí bồn tích trữ là không đáng kể. Kết quả mang ý nghĩa thực tiễn cho thiết kế hệ thống cấp nhiệt hiệu quả, kinh tế, ít phát thải trong các mạng năng lượng tái tạo.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] C. Camarasa, É. Mata, J. P. J. Navarro, J. Reyna, P. Bezerra, G. B. Angelkorte, et al., “A global comparison of building decarbonization scenarios by 2050 towards 1.5–2°C targets,” Nature Communications, vol. 13, no. 1, 2022, Art. no. 3077.
[2] P. Benalcazar, “Sizing and optimizing the operation of thermal energy storage units in combined heat and power plants: An integrated modeling approach,” Energy Conversion and Management, vol. 242, 2021, Art. no. 114255.
[3] Z. Wang, L. Cao, and H. Si, “An improved genetic algorithm for determining the optimal operation strategy of thermal energy storage tank in combined heat and power units,” Journal of Energy Storage, vol. 43, 2021, Art. no. 103313.
[4] D. Wang, X. Han, H. Li, and X. Li, “Modeling and control method of combined heat and power plant with integrated hot water storage tank,” Applied Thermal Engineering, vol. 226, 2023, Art. no. 120314.
[5] D. Wu, Z. Han, Z. Liu, and H. Zhang, “Study on configuration optimization and economic feasibility analysis for combined cooling, heating and power system,” Energy Conversion and Management, vol. 190, pp. 91–104, 2019.
[6] K. Risthaus and R. Madlener, “Economic analysis of electricity storage based on heat pumps and thermal storage units in large-scale thermal power plants,” Energy Procedia, vol. 142, pp. 2816–2823, 2017.
[7] A. Franco, C. Bartoli, P. Conti, et al., “Optimal operation of flow-capacity heat pump systems for residential buildings through thermal energy storage,” Sustainability, vol. 13, no. 13, 2021, Art. no. 7200.
[8] Q. Ji, Z. Han, X. Li, and L. Yang, “Energy and economic evaluation of the air source hybrid heating system driven by off-peak electric thermal storage in cold regions,” Renewable Energy, vol. 182, pp. 69–85, 2022.
[9] F. D’Ettorre, P. Conti, E. Schito, et al., “Model predictive control of a hybrid heat pump system and impact of the prediction horizon on cost-saving potential and optimal storage capacity,” Applied Thermal Engineering, vol. 148, pp. 524–535, 2019.
[10] Z. Yin, L. Enshen, Z. Xinhui, J. Zhenghao, L. Qinjian, L. Fei, and M. Yang, “Combined solar heating and air-source heat pump system with energy storage: Thermal performance analysis and optimization,” Procedia Engineering, vol. 205, pp. 4090–4097, 2017.
[11] Z. He, T. Ding, Y. Liu, and Z. Li, “Analysis of a district heating system using waste heat in a distributed cooling data center,” Applied Thermal Engineering, vol. 141, pp. 1131–1140, 2018.
[12] M. Geidl, “Integrated modelling and optimization of multi-carrier energy systems,” PhD Thesis, ETH Zurich, Zurich, 2007.
[13] Y. Wang, N. Zhang, and C. Kang, “Review and prospect of optimal planning and operation of energy hub in energy internet,” Proceedings of the CSEE, vol. 35, no. 22, pp. 5669–5681, 2015.
[14] P. Ilyushin, D. Gerasimov, and K. Suslov, “Method for simulation modeling of integrated multi-energy systems based on the concept of an energy hub,” Applied Sciences, vol. 13, no. 13, 2023, Art. no. 7656.
[15] H. Ahmadisedigh and L. Gosselin, “Combined heating and cooling networks with part-load efficiency curves: Optimization based on energy hub concept,” Applied Energy, vol. 307, 2022, Art. no. 118245.
[16] H. Dinia, H. Hassankashzai, and Pirouzis, “A flexible–reliable operation optimization model of the networked energy hubs with distributed generations, energy storage systems and demand response,” Energy, vol. 239, 2022, Art. no. 121923.
[17] F. Brahman, M. Honarmand, and S. Jadid, “Optimal electrical and thermal energy management of a residential energy hub, integrating demand response and energy storage system,” Energy and Buildings, vol. 90, pp. 65–75, 2015.
[18] M. R. Bussieck and A. Meeraus, "General algebraic modeling system (GAMS)," in Modeling Languages in Mathematical Optimization, J. Kallrath (eds), Springer, 2004, pp. 137-157.
[19] N. N. A. Bakar, M. Y. Hassan, H. Abdullah, H. A. Rahman, M. P. Abdullah, F. Hussin, and M. Bandi, “Energy efficiency index as an indicator for measuring building energy performance: A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 44, pp. 1–11, 2015.
[20] Z. Ma, X. Wang, P. Davenport, J. Gifford, and J. Martinek, “Economic analysis of an electric thermal energy storage system using solid particles for grid electricity storage,” ASME Journal of Energy Resources Technology, vol. 84881, 2021, Art. no. V001T06A002.
[21] L. Liu, C. Wang, and R. Tu, “Study of a multi-objective optimization model for load distribution strategy in a centralized heating system with multi-heat source,” Applied Thermal Engineering, vol. 266, 2025, Art. no. 125675.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13839
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu