Die Carnot-Batterie als eine aufstrebende großtechnische Energiespeichertechnologie zeichnet sich durch niedrige Kosten, große Kapazität und keine geografischen Beschränkungen aus. Angesichts der relativ niedrigen Entladezykluseffizienz, die eine weitere Steigerung der Energieeffizienz der Carnot-Batterie hemmt, und unter Berücksichtigung des thermischen Bedarfs der thermisch integrierten Carnot-Batterie sowie der höheren Entladeeffizienz des Kalina-Zyklus wurde ein Wärmepumpe-Kalina-Zyklus-Carnot-Batteriesystem vorgeschlagen, das durch Dampfabzug eines Kohlekraftwerks angetrieben wird. Es wurde ein thermodynamisches Modell des Carnot-Batteriesystems etabliert, wobei der Einfluss von Speichertemperatur, Temperaturdifferenz und Ammoniakwasser-Massenanteil auf die thermodynamische Leistung der Carnot-Batterie untersucht wurde. Die Ergebnisse zeigen: Unter verschiedenen Temperaturdifferenzen und Speichertemperaturen kann der Rundwirkungsgrad zwischen 44,8 % und 108,0 % liegen; mit zunehmendem Ammoniakwasseranteil steigt der Rundwirkungsgrad signifikant an, aber bei einem Ammoniakwasseranteil von über 90 % fällt die Effizienz drastisch ab, und der Kalina-Zyklus nähert sich einem einstufigen Zyklus an. Daher sollte bei der Auslegung der auf dem Kalina-Zyklus basierenden Carnot-Batterie der Ammoniakwasser-Massenanteil zwischen 80 % und 90 % gehalten werden.

Carnot-Batterie;Kalina-Zyklus;Wärmepumpe;Thermische Integration;Thermodynamische Analyse