Characterization, equation formulation and enhancement of phase change materials (PCM) for thermal energy storage (TES)

Abstract

L’edificació, la indústria i el transport són els tres principals sectors consumidors d’energia, representant el 96 % de l’energia final consumida a la Unió Europea, i essent responsable de gairebé la totalitat de les emissions de CO2. El programa Horizon 2020 de la Comissió Europea expressa la necessitat de reduir el consum d’energia i les emissions d’efecte hivernacle en un 20 % per l’any 2020. L’emmagatzematge d’energia és un dels principals camps considerats i desenvolupats per reduir les emissions, doncs permet emparellar la demanda i el subministrament d’energia amb sistemes simples i eficients. Els sistemes d’emmagatzematge d’energia tèrmica (TES) permeten emmagatzemar densitats d’energia elevades per poder variar la demanda d’energia i facilitat l’ús d’energia renovables. Aquesta tesi està principalment enfocada en l’emmagatzematge de calor latent, una tecnologia què, tot i que ha estat àmpliament estudiada, encara necessita millores i presenta buits importants.

La edificación, la industria i el transporte son los tres principales sectores consumidores de energía, representando el 96 % de la energía total consumida en la Unión Europea, y siendo responsables de casi la totalidad de las emisiones de CO2. El programa Horizon 2020 de la Comisión Europea expresa la necesidad de reducir el consuma de energía i las emisiones de efecto invernadero en un 20 % para el año 2020. El almacenaje de energía es uno de los principales campos considerados y desarrollados para reducir las emisiones, pues permite emparejar la demanda y el subministro de energía con sistemas simples y eficientes.Los sistemas de almacenaje de energía térmica (TES) permiten almacenar densidades de energía elevadas para poder variar la demanda de energía y facilitar el uso de energías renovables. Esta tesis está principalmente enfocada en el almacenaje de calor latente, una tecnología que, aunque ha sido ampliamente estudiada, aún necesita mejoras y presenta vacíos importantes.

Buildings, industry and transport are the three main energy consuming sectors, representing the 96 % of the final energy consumption in the European Union, and being responsible of almost the totality of the CO2 emissions. The horizon 2020 program of the European Commission expresses the need to reduce by 20 % the energy consumption and greenhouse emissions by the year 2020Energy storage is one of the main fields considered and developed to reduce emissions, allowing to match energy demand and supply with simple and efficient systems.Thermal energy storage (TES) systems allow the storage of high energy densities in order to shift the energy demand and ease the use of renewable energies. This thesis is mainly focused in latent energy storage, a technology that despite having been widely studied, still requires improvements and presents important gaps.