【목적】 전력망 내 신재생에너지 수용 부족과 석탄화력 발전기의 폐증기 손실이 큰 문제를 해결하기 위해, 증기 분사기를 통합한 새로운 카르노 배터리 시스템을 제안하여 석탄화력 발전기의 유연성 개조를 위한 기술적 방안을 제공하였다. 【방법】 터빈의 폐증기와 추출증기를 저온 열원으로 이용하는 새로운 시스템 Ⅰ과 Ⅱ를 설계하였다. 새로운 시스템 Ⅱ는 중압 실 배기의 폐증기를 분사하는 증기 분사기를 도입하여 축열 사이클 냉원 온도를 향상시켰다. EBSILON Professional 기반 모델링을 통해 각 시스템의 에너지 효율 계수, 왕복 효율 및 (화용) 손실을 비교 분석하고, 기술 경제성 평가를 수행하였다. 【결과】 열역학 분석 결과, 새로운 시스템 Ⅰ과 Ⅱ의 폐증기 손실은 기준 시스템 대비 각각 38.19 MW와 39.62 MW 감소하였으며, 냉원 온도 상승 덕분에 두 시스템의 에너지 효율 계수는 각각 1.36과 1.42로 증가하였다. 민감도 분석 결과, 시스템 Ⅱ는 냉원 출구 온도가 55℃일 때 최적의 왕복 효율 61.51%를 달성하여 기준 시스템 대비 2.11%p 향상되었다. 기술 경제성 면에서 시스템 Ⅱ가 가장 우수하였으며, 동적 투자 회수 기간은 9.44년, 평준화 저장 비용은 2,094.59원/(MW·h)에 불과하였다. 【결론】 새로운 시스템 Ⅱ는 에너지 소비 절감과 저장 효율 향상은 물론 경제적 경쟁력도 갖추고 있어, 중국 에너지 산업의 저탄소 전환 촉진에 중요한 의미가 있다.

카르노 배터리;증기 분사기;유연성 개조;열역학 분석;기술 경제성