Caracterización del efecto ratcheting sobre el material de relleno de un sistema de almacenamiento de energía térmica basado en escoria de acero

Los sistemas de almacenamiento de energía térmica termoclina desempeñan un papel crucial en la mejora de la eficiencia energética en industrias con un alto consumo energético. Entre las tecnologías disponibles, los sistemas de lecho empacado basados ​​en aire resultan prometedores gracias a su capacidad para utilizar materiales rentables. Recientemente, uno de los materiales de relleno más interesantes en estudio es la escoria de acero, un subproducto de la industria siderúrgica. La escoria de acero ofrece asequibilidad, amplia disponibilidad sin usos conflictivos, estabilidad a temperaturas de hasta 1000 °C, compatibilidad con fluidos de transferencia de calor y ausencia de toxicidad. Investigaciones previas demostraron propiedades termofísicas y mecánicas favorables. Sin embargo, un aspecto que a menudo se pasa por alto es la resistencia de las partículas de escoria al ser expuestas a tensiones mecánicas y térmicas a lo largo de numerosos ciclos de carga y descarga. A lo largo del proceso cíclico térmico, la escoria dentro del tanque experimenta cargas sustanciales a temperaturas elevadas, experimentando expansión y contracción térmica. Este fenómeno puede provocar el deterioro de partículas individuales y posibles daños a la estructura del tanque. Sin embargo, evaluar el rendimiento a largo plazo de estos sistemas es un desafío debido al considerable tiempo requerido para los ciclos térmicos a una escala relevante. Para abordar esta cuestión, este artículo presenta un aparato de pruebas rápidas especialmente diseñado, que proporciona los resultados de pruebas correspondientes a un sistema a escala real durante 15 años de funcionamiento.

Financiación: Esta investigación fue financiada por la Comisión Europea a través del programa LIFE, número de subvención LIFE20 CCM/ES/001733.