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Sensible thermal energy storage in packed beds using supercritical CO2: A comparative study of tanks with steel-only and reinforced concrete walls
Indexado
WoS WOS:001443620300001
Scopus SCOPUS_ID:86000185487
DOI 10.1016/J.RENENE.2025.122726
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Packed-bed thermal energy storage (PBTES) is an affordable option to store energy in concentrated solar power (CSP) plants, where supercritical carbon dioxide (s-CO2) can be the working fluid in Brayton cycles. Due to the elevated operating pressures required by the s-CO2 in the power block, the PBTES tanks require thick walls to operate safely, representing constructive and economic constraints for their applicability. Then, this work compares two constructive alternatives from a numerical standpoint: steel-only walls and reinforced concrete (RC) walls. The comparison of these wall materials considers their thermal performance and the levelized cost of storage (LCOS) for different tank configurations, a novelty from the perspective of comparing the performance of different wall materials for PBTES tanks. A fixed volume of 2660 m3, required for 8 h discharge in a 10 MW CSP plant, is maintained. The total storage volume can be divided into one, two, four, or eight parallel tanks while considering several aspect ratio values (AR = 0.5 to 10) and wall inclinations (rp = 0 degrees, 5 degrees, and 10 degrees). The reinforced concrete walls excel in every aspect considered, and the one-tank configuration with AR = 1 and rp = 0 degrees presents the best LCOS.

Revista



Revista ISSN
Renewable Energy 0960-1481

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Disciplinas de Investigación



WOS
Energy & Fuels
Green & Sustainable Science & Technology
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Luz, Thais D. - UNIV FED SANTA CATARINA - Brasil
Universidade Federal de Santa Catarina - Brasil
2 Battisti, Felipe G. - Universidad Tecnológica Metropolitana - Chile
3 da Silva, Alexandre K. - UNIV FED SANTA CATARINA - Brasil
Universidade Federal de Santa Catarina - Brasil

Muestra la afiliación y género (detectado) para los co-autores de la publicación.

Financiamiento



Fuente
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
SERC-Chile
Fondo de Financiamiento de Centros de Investigación en Áreas Prioritarias
CNPq (Brazil)
CAPES (Brazil)
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID/FONDAP
ANID/FONDECYT Post-doctorado 2022

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Agradecimientos



Agradecimiento
T. D. Luz appreciates the funding from CAPES and CNPq (Brazil) . F. G. Battisti acknowledges the funding from ANID/FONDECYT Post-doctorado 2022 #3220792 and ANID/FONDAP #1523A0006 "Solar Energy Research Center"-SERC-Chile. A. K. da Silva appreciates the support from CNPq (Brazil) .
T. D. Luz appreciates the funding from CAPES and CNPq (Brazil) . F. G. Battisti acknowledges the funding from ANID/FONDECYT Postdoctorado 2022 #3220792 and ANID/FONDAP #1523A0006 \u201CSolar Energy Research Center\u201D- SERC-Chile. A. K. da Silva appreciates the support from CNPq (Brazil) .

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