石炭火力発電設備を基盤としたカルノー電池システムは、高効率で新エネルギーの放棄電力を受け入れると同時に、現役の石炭火力設備を利用して放出エネルギーの過程を完了し、高い割合の再生可能エネルギー接続が電力供給側の調整能力に及ぼす課題に対応することができる。分岐膨張の考え方に基づき、新しい「超臨界二酸化炭素逆ブレイトン—ランキンサイクル」カルノー電池システムが提案され、EBSILON Professionalプラットフォームを用いてシステムのモデリングを行い、その熱力学性能と主要パラメータの感度を分析し、最後に遺伝的アルゴリズムによりシステムの最適設計パラメータが得られた。結果は、設計状態下で新しいシステムの蓄電循環におけるタービン仕事量と余熱回収量がそれぞれ従来システムより59.84%、43.23%増加し、蓄電過程の性能係数（COP）と蓄電ラウンドトリップ効率（RTE）はそれぞれ1.32と57.68%であり、基準システムより0.10および4.37ポイント向上したことを示している。圧力比と分岐比の上昇、及び熱回収器2の上端差の低減に伴い、新しいシステムのCOPとRTEの両方が向上した。分岐比0.23、圧力比3.09、熱回収器2の上端差12.60℃のとき、カルノー電池蓄電循環のCOPは最大で1.37に達し、このときのカルノー電池RTEは59.87%であった。研究結果は石炭火力発電設備の柔軟性向上と再生可能エネルギーの効率的受け入れの技術的参考になる。

カルノー電池;石炭火力設備;逆ブレイトンサイクル;熱力学性能;感度分析