استنادًا إلى طرق تحليل الطاقة وتحليل الإنتروبيا، مع الأخذ في الاعتبار خسائر اللاانقلاب في عمليات الضغط والتوسع وتبادل الحرارة، تم مقارنة مؤشرات الأداء وخصائص توزيع خسائر اللاانقلاب بين نظام تخزين الكهرباء بالحرارة المضخة التقليدي (basic pumped thermal electricity storage, BC-PTES) ونظام تخزين الكهرباء بالحرارة المضخة المدمج مع المدفأة الكهربائية (electric heater-integrated pumped thermal electricity storage, EH-PTES) في ظروف التصميم، كما تم دراسة تأثير المعلمات الرئيسية على أداء نظام EH-PTES. أظهرت النتائج أن كلا النظامين BC-PTES وEH-PTES يولدان خسائر إنتروبيا كبيرة في التوربين أثناء عملية التفريغ تحت ظروف التصميم، حيث بلغت 456 و455 كيلوواط على التوالي؛ يتميز نظام EH-PTES بكفاءة ذهابًا وإيابًا أعلى (41.50%) وكثافة تخزين طاقة أكبر (54.1 كيلوواط·ساعة/م³)، مع كفاءة إنتروبيا للمدفأة الكهربائية تبلغ 63%. هناك ضغط خروج مضخة تفريغ مثالي يقلل من خسائر الإنتروبيا في التفريغ ويزيد من كفاءة النظام. بالنسبة لنظام EH-PTES، عند ضغط التفريغ الأمثل، تظهر كفاءة النظام تغيرًا أوليًا بانخفاض ثم ارتفاع مع زيادة درجة حرارة مخرج المدفأة الكهربائية، وتزداد بشكل منتظم مع ارتفاع درجة حرارة مخرج المضخة. عندما تكون درجة حرارة مخرج المضخة 550 درجة مئوية وترتفع درجة حرارة مخرج المدفأة الكهربائية من 600 إلى 1000 درجة مئوية، تنخفض كفاءة النظام من 45.03% إلى 44.81% ثم ترتفع إلى 45.75%. عندما تكون درجة حرارة مخرج المدفأة الكهربائية 850 درجة مئوية وترتفع درجة حرارة مخرج المضخة من 400 إلى 550 درجة مئوية، ترتفع الكفاءة من 39.17% إلى 45.14%. كفاءة النظام أقل حساسية لتغيرات درجة حرارة مخرج المدفأة مقارنة بدرجة حرارة مخرج المضخة. أدى دمج المدفأة الكهربائية إلى زيادة كبيرة في كثافة التخزين للطاقة في نظام PTES، حيث تصل إلى 113.9 كيلوواط·ساعة/م³ عند درجة حرارة مخرج المدفأة 1000 درجة مئوية. يمكن أن توفر نتائج الدراسة مرجعًا لتحسين تصميم نظام تخزين الكهرباء بالحرارة المضخة.

تقنية تخزين الكهرباء بالحرارة المضخة; مدفأة كهربائية مدمجة; تحليل الطاقة; تحليل الإنتروبيا