Zur Lösung des Problems des Ungleichgewichts von Stromnachfrage und -angebot aufgrund der Schwankungen und Unbeständigkeit erneuerbarer Energien wurde ein Energiespeicher- und -erzeugungssystem auf der Grundlage des überkritischen Kohlendioxidkreislaufs (S-CO_2) und einer Hochtemperatur-Wärmepumpe vorgeschlagen. Dieses System ist eine innovative Erkundung in Form einer Carnot-Batterie. Der Energieaustausch erfolgt über ein Schmelzsalz-Wärmespeichervorrichtung und eine Wasser-Kühleinrichtung, die den Prozess der Aufheizung des Wärmepumpenkreislaufs und den Prozess der Stromerzeugung des S-CO_2-Kreislaufs effektiv kombiniert, um eine hohe Rückkehr-Effizienz des Energiespeicher- und -erzeugungssystems zu erzielen. Die typischen Betriebsparameter des kombinierten Kreislaufs und die thermische Leistung wurden simuliert und berechnet, und die Auswirkungen der Hauptparameter des S-CO_2-Kreislaufs auf die Gesamteffizienz des Systems wurden analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Erhöhung der Eintrittstemperatur des Kompressors zur Verbesserung der Gesamteffizienz des Kreislaufs beiträgt, und die optimale Rückkehr-Effizienz des Systems bis zu 62,8% erreichen kann, wobei gleichzeitig der Bedarf an Schmelzsalzen für die Wärmespeicherung verringert wird; eine Erhöhung der Eingangs-Gasparameter des Hauptkompressors kann die Systemeffizienz auf den Grenzwert bringen, und jenseits dieses Werts steigt die Gesamteffizienz des Kreislaufs nicht mehr an; ein Umleitungsverhältnis des Haupt-Rekompressors von 0,35 bietet die optimale Effizienz des Systems; optimale Betriebsbedingungen des S-CO_2-Kreislaufsystems wurden festgelegt, und die Rückkehr-Effizienz des Systems ist um 7,98% höher als die eines einfachen Brayton-Systems unter gleichen Bedingungen.

überkritisches Kohlendioxid, Hochtemperatur-Wärmepumpe, Carnot-Batterie, thermische Leistung, Effizienz