Das auf kohlebefeuerten Kraftwerken basierende Carnot-Batteriesystem kann erneuerbare Energieverluste effizient aufnehmen und gleichzeitig die Ausrüstung bestehender Kohlekraftwerke für den Energieabgabeprozess nutzen, um die Herausforderungen der Regelungsfähigkeit auf der Stromversorgungsseite bei hohem Anteil erneuerbarer Energien zu bewältigen. Basierend auf dem Konzept der Ableitung und Expansion wurde ein neuartiges "überkritisches Kohlendioxid-Invers-Brayton-Rankine-Kreisprozess"-Carnot-Batteriesystem vorgeschlagen und mithilfe der EBSILON Professional-Plattform modelliert, wobei dessen thermodynamische Leistung und Schlüsselparameter-Sensitivität analysiert wurden. Schließlich wurden die optimalen Systemdesignparameter mittels eines genetischen Algorithmus ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass unter Betriebsbedingungen die Turbinenarbeit und die Abwärmerückgewinnung des Speicherkreislaufs des neuen Systems im Vergleich zum Originalsystem um 59,84 % bzw. 43,23 % erhöht wurden; der Leistungskoeffizient (COP) und die Speicherrundreiseeffizienz (RTE) des Speicherprozesses betrugen 1,32 bzw. 57,68 % und sind damit um 0,10 bzw. 4,37 Prozentpunkte höher als im Referenzsystem; mit zunehmendem Druckverhältnis und Streuungsverhältnis sowie abnehmender Oberdifferenz des Wärmetauschers 2 verbessern sich COP und RTE des neuen Systems; bei einem Streuungsverhältnis von 0,23, einem Druckverhältnis von 3,09 und einer Oberdifferenz des Wärmetauschers 2 von 12,60 ℃ erreichte der COP des Carnot-Batteriespeicherkreislaufs seinen Höchstwert von 1,37, wobei die RTE 59,87 % betrug. Die Forschungsergebnisse können technische Referenzen zur Verbesserung der Flexibilität kohlebefeuerter Anlagen und zur effizienten Aufnahme erneuerbarer Energien bieten.

Carnot-Batterie;kohlebefeuerte Anlagen;Inverse Brayton-Zyklus;thermodynamische Leistung;Sensitivitätsanalyse