【Ziel】Vor dem Hintergrund des "Doppel-Kohlenstoff"-Ziels und des hohen Anteils an erneuerbaren Energien werden Probleme bei der Nutzung von verworfener Photovoltaikstrom und die hohen Investitionen sowie die geringe Effizienz der traditionellen solarthermischen Heliostatenfelder immer deutlicher. Um die effiziente Nutzung von verworfenem Photovoltaikstrom zu erreichen und die Gesamtenergieeffizienz und Wirtschaftlichkeit solarthermischer Systeme zu verbessern, schlägt dieser Artikel ein neues paralleles photovoltaik-turmthermisches System basierend auf der Carnot-Batterie vor und führt eine Systemarchitekturentwicklung und kooperative Optimierungsstudie durch. 【Methode】Um das technische Engpassproblem der Ausgangstemperatur des Kompressors der Carnot-Batterie zu lösen, wurde ein gestuftes Temperaturerhöhungsverfahren "Kompressor-Wärmerückgewinnung + elektrischer Heizer in Reihe" entworfen; mit der professionellen Software EBSILON wurde ein thermodynamisches Kopplungsmodell des Systems erstellt, ein Einzel-Solarthermiesystem und ein mit elektrischem Heizer gekoppeltes Solarthermiesystem als Referenzszenarien eingestellt und eine vergleichende Analyse aus Sicht der Energieeffizienz, Exergieeffizienz und Wirtschaftlichkeit unter Verwendung der Carnot-Batterie zum Ersatz eines Teils des Heliostatenfeldes durchgeführt. 【Ergebnisse】Die Forschung zeigt, dass das neue parallele System eine Gesamtenergieeffizienz von 39,28 % erreicht, mit einer Steigerung von 6,00 % bzw. 10,84 % gegenüber den beiden Referenzsystemen; die gesamte Exergieeffizienz beträgt 41,80 %, mit Steigerungen von 5,29 % bzw. 11,35 %; im Vergleich zum Einzel-Solarthermiesystem kann die neue Lösung die Ausrüstungskosten und Grundstückskosten um etwa 0,11 Milliarden Yuan senken, die Einnahmen aus dem Stromverkauf über den gesamten Lebenszyklus um 8,11 Milliarden Yuan erhöhen und die dynamische Amortisationszeit um 7,11 Jahre verkürzen. 【Schlussfolgerung】Das neue parallele Carnot-Batterie-Solarthermiesystem kann verworfenen Photovoltaikstrom effizient nutzen, kombiniert Energieeffizienzsteigerung mit Kostenoptimierung und bietet einen realisierbaren technischen Pfad sowie theoretische Unterstützung für die ingenieurmäßige Anwendung komplementärer photovoltaischer und solarthermischer Systeme.

Carnot-Batterie;Nutzung verworfener Photovoltaikenergie;solarthermische Einheit;thermodynamisches Modell;Leistungsanalyse