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摘要
热泵储电技术具有成本较低、不受地理位置限制、储能密度较高的优点，是目前极具前景的一种新型大规模电能储存技术。传统的热泵储电系统大多以空气作为工作介质，以砂石作为储能介质，一般存在系统体积过大、储能密度较低、循环效率不高等缺点。为了提高这一技术的实用性，提出了一种以氩气为工作流体，利用相变材料作为储能介质替代原有的显热材料的热泵储电系统，建立了一个基于逆向布雷顿循环的10 MW/5 h的热泵储电系统的瞬态数值模型。模拟分析了压缩/膨胀比、孔隙率、等熵效率对系统往返效率、储能密度与功率密度的影响并对比了其与传统热泵的区别，同时评估了系统的经济性。结果表明：该储能系统储能密度可以达到182.5 kWh/m3，相对于显热材料提升了118.5%，往返效率可以达到63.1%，功率密度可以达到175.8 k W/m3。系统单位储能费用大约为768 CNY/kWh，相比于传统的热泵储电系统降低了约12%的初始投资成本。本研究对基于布雷顿循环的热泵储电系统的热力学分析以及经济性分析具有指导价值。
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