Diseño y análisis de un sistema de almacenamiento y generación de energía combinado de dióxido de carbono supercrítico y bomba de calor de alta temperatura
Para resolver el problema de la falta de coincidencia entre la demanda y la oferta de energía eléctrica debido a la fluctuación y no continuidad de la energía renovable, se ha propuesto un sistema de almacenamiento y generación de energía basado en el ciclo del dióxido de carbono supercrítico (S-CO_2) y una bomba de calor de alta temperatura. Este sistema es una exploración innovadora en forma de batería de Carnot. El intercambio de energía se realiza a través de un dispositivo de almacenamiento de calor con sales fundidas y un dispositivo de enfriamiento de agua, combinando de manera efectiva el proceso de calentamiento del ciclo de la bomba de calor y el proceso de generación de electricidad del ciclo de S-CO_2, para obtener una alta eficiencia del ciclo de almacenamiento y generación de energía. Se han simulado y calculado los parámetros de funcionamiento típicos del ciclo combinado y el rendimiento termodinámico, y se ha analizado el impacto de los principales parámetros del ciclo S-CO_2 en la eficiencia global del sistema. Los resultados muestran que el aumento de la temperatura de entrada del compresor contribuye a mejorar la eficiencia global del ciclo, pudiendo alcanzar la eficiencia de retorno óptima del sistema el 62,8%, al tiempo que se reducen las necesidades de sales fundidas para el almacenamiento de calor; un aumento de los parámetros de gas de entrada del compresor principal puede llevar a la eficiencia del sistema al valor límite, y más allá de este valor, la eficiencia global del ciclo ya no aumenta; una tasa de derivación del compresor de recompresión principal de 0,35 proporciona una eficiencia óptima del sistema; se han determinado las condiciones óptimas de operación del sistema de ciclo S-CO_2, y la eficiencia de retorno del sistema es un 7,98% mayor que la del sistema Brayton simple en las mismas condiciones.
关键词
dióxido de carbono supercrítico, bomba de calor de alta temperatura, batería de Carnot, rendimiento termo