基于跨临界循环的卡诺电池储能系统构型优化

作者：赵永亮; 王朝阳; 刘明; 种道彤; Christos N.Markides; 严俊杰^*

来源：工程热物理学报, 2021, 42(07): 1659-1666.

• 卡诺电池
• 显热储能
• PTES
• 跨临界CO2循环
• 热-经济性分析

卡诺电池是一种新兴有前景可实现大规模储能的技术。本文基于跨临界CO2循环的卡诺电池储能系统,首先根据储热介质和有无回热情况,设计了 6种系统构型,并对其热力参数进行优化;之后,从热-经济学的角度开展了对比分析,获得了最优系统构型。结果表明:带回热后的卡诺电池系统比无回热系统综合效率有所提高;其中使用菜籽油时获得最高综合效率(75.28%)和储能密度(36.61 kWh·m-3),且比无回热的系统分别增大了 36.67%和25.68 kWh·m-3。6种卡诺电池系统构型的总投资成本在(11.5～36.3)×106 USD,单位能量的投资成本在954～3028 USD.kW-1·h-1;换热器成本占比最高可达54%,储热罐的成本占比最高可达14%,膨胀机和压缩机成本占比分别在18%～31%和14%～26%之间;对比来看,使用导热油并加入回热的卡诺电池系统经济性最好。

• 单位
  西安交通大学; 动力工程多相流国家重点实验室