Modelling and simulation of thermal energy storage with Open Modelica Environment

The thesis aims to study the operation of an industrial air thermal storage system, consisting of cylindrical bars in a staggered configuration, crossed externally by air, initially at ambient temperature and pressure. Using the Open Modelica environment, the aim is to simulate the temporal behaviour of the various thermal parameters of the air and the bars over time, both during the charging and discharging phases of the thermal storage tank itself, ensuring reduced air pressure loss and optimising heat exchange between the bars and the air during the discharge phase. The study also concerns the implementation of the compressor and turbine located upstream and downstream of the storage system, respectively, during the discharge phase.

La tesi si propone di studiare il funzionamento di un impianto di stoccaggio termico industriale ad aria, composto da barre cilindriche in configurazione sfalsate, attaversate esternamente da aria, inizialmente a temperatura e pressione ambiente. Mediante l'uso dell'ambiente Open Modelica, si vuole simulare l'andamento temporale dei vari parametri termici dell'aria e delle barre, rispetto al tempo sia in fase di carica che di scarica del serbatoio di stoccaggio termico stesso, garantendo da una parte una ridotta perdita di carico dell'aria ed ottimizzando lo scambio termico tra barre ed aria, in fase di scarica. Lo studio riguarda anche l' implementazione del compressore e della turbina poste rispettivamente, a monte e a valle, dell' impianto di stoccaggio, in fase di scarica.