The buildings sector is a main player in the decarbonization pathway as it contributes with a share of 40% of the total energy use in which space heating and domestic hot water are responsible for a considerable portion. A key lever to overcome the challenges in the buildings sector related to today’s extensive utilization of fossil fuels is the introduction of renewables-based district heating systems. Yet, most renewables fluctuate based on seasonal and hourly patterns. This pinpoints the significance of large-scale seasonal thermal energy storage (TES) systems. Yet, such large-scale systems require a thorough planning in order to avoid the high investment cost. Consequently, numerical models gain importance as an alternative. Accordingly, this work develops numerical finite element models for large-scale tanks and pits. To obtain credibility in the approach, the models are then validated against measured data from the Dronninglund pit TES in Denmark. The outcomes exemplify that the simulation method is suitable and the models can be calibrated very well. Next, the work examines pit TES performance considering two energetic efficiency indicators and two stratification quality measures. The performance evaluation shows that the Dronninglund pit achieved an efficiency of 90%, whereas only 76% of the pit energy capacity was effectively utilized for the year 2015. Further, the pit maintained a moderate quality of stratification for longer periods. The work later demonstrates the influence of TES geometry on stratification quality by comparing the MIX number between Dronninglund PTES and a corresponding cylindrical TES.

建筑物部门是脱碳途径的主要参与者，因为它占总能源消耗的40％，其中供暖和生活热水占很大一部分。克服与当今广泛使用化石燃料有关的建筑行业挑战的关键杠杆是引入可再生能源为基础的区域供热系统。但是，大多数可再生能源根据季节和小时模式而波动。这指出了大型季节性热能存储（TES）系统的重要性。然而，这样的大规模系统需要周密的计划以避免高投资成本。因此，数值模型作为替代方案变得越来越重要。因此，这项工作为大型储罐和矿井开发了数值有限元模型。为了获得该方法的可靠性，然后根据丹麦Dronninglund坑TES的测量数据对模型进行验证。结果表明，该模拟方法是合适的，并且可以很好地校准模型。接下来，这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标来检验矿坑TES的性能。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年仅有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。然后根据丹麦Dronninglund坑TES的测量数据对模型进行验证。结果表明，该模拟方法是合适的，并且可以很好地校准模型。接下来，这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标来检验矿坑TES的性能。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。然后根据丹麦Dronninglund坑TES的测量数据对模型进行验证。结果表明，该模拟方法是合适的，并且可以很好地校准模型。接下来，这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标来检验矿坑TES的性能。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年仅有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。结果表明，该模拟方法是合适的，并且可以很好地校准模型。接下来，这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标来检验矿坑TES的性能。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年仅有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。结果表明，该模拟方法是合适的，并且可以很好地校准模型。接下来，这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标来检验矿坑TES的性能。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年仅有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标，对矿井TES性能进行了研究。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。这项工作考虑了两个能量效率指标和两个分层质量指标来检验矿井TES的性能。性能评估表明，Dronninglund矿坑的效率达到90％，而2015年有效利用了76％的矿坑能量。此外，该矿坑长期保持中等分层质量。后来的工作通过比较Dronninglund PTES和相应的圆柱TES之间的MIX数，证明了TES几何形状对分层质量的影响。