Avaliação de Desempenho do Armazenamento de Calor em um Ciclo Operacional Completo de Sistemas de Armazenamento Térmico Transestacional em Reservatórios Subterrâneos de Minas de Carvão

A mineração de carvão gerou uma grande quantidade de espaço subterrâneo, que tradicionalmente tem sido reutilizado principalmente como armazenamento de águas residuais mineiras. Dadas as excelentes propriedades de isolamento térmico desses reservatórios de minas, seu potencial para armazenamento de energia sazonal é considerável. No entanto, a pesquisa sobre armazenamento térmico transestacional utilizando reservatórios subterrâneos de minas de carvão ainda é limitada, e as características de armazenamento térmico de tais sistemas ao longo de todo o seu ciclo operacional ainda não são totalmente compreendidas. Este estudo emprega métodos de simulação numérica para analisar o desempenho do armazenamento térmico de um sistema de armazenamento térmico transestacional baseado em um reservatório subterrâneo de minas de carvão durante um ciclo de operação completo. Com base nas condições geológicas reais da Mina de Carvão Daliuta na Área de Mineração Shendong, estabelecemos um modelo de acoplamento térmico-fluído para um reservatório subterrâneo de mina de carvão. Usando esse modelo, analisamos todo o processo da fase de injeção de calor, fase de armazenamento de calor e fase de produção de calor dentro do sistema de armazenamento de energia térmica transestacional. Com base no modelo, a viabilidade de utilizar um reservatório subterrâneo de mina de carvão para armazenamento de energia térmica transestacional foi avaliada, e o desempenho do armazenamento térmico do sistema foi analisado. Os resultados indicam que sob as condições geológicas atuais da Mina de Carvão Daliuta e parâmetros operacionais projetados, a taxa efetiva de armazenamento de calor do sistema transestacional pode atingir 78,16%. Por meio da investigação do processo de armazenamento térmico, a evolução da distribuição de água quente e os mecanismos de dissipação de calor foram analisados detalhadamente. Este estudo identificou a fase de armazenamento de calor como a principal fase que controla a perda de calor e discutiu os principais fatores que influenciam o processo de armazenamento térmico. Esses achados oferecem novas perspectivas para a utilização de cavernas de minas de carvão e espaços subterrâneos residuais, oferecendo uma referência para o desenvolvimento e design de instalações de armazenamento de energia inovadoras.