Basado en el análisis de energía y análisis de entropía, considerando las pérdidas irreversibles en los procesos de compresión, expansión e intercambio de calor, se compararon los indicadores de rendimiento y las características de distribución de pérdidas irreversibles entre el sistema convencional de almacenamiento de electricidad térmica por bombeo (basic pumped thermal electricity storage, BC-PTES) y el sistema integrado de almacenamiento de electricidad térmica por bombeo con calentador eléctrico (electric heater-integrated pumped thermal electricity storage, EH-PTES) bajo condiciones de diseño, y se exploró el efecto de los parámetros clave en el rendimiento del sistema EH-PTES. Los resultados muestran que: bajo condiciones de diseño, tanto el sistema BC-PTES como el EH-PTES generan grandes pérdidas de entropía en la turbina durante el proceso de descarga, con 456 y 455 kW respectivamente; el sistema EH-PTES tiene una mayor eficiencia de ida y vuelta (41,50 %) y densidad de almacenamiento (54,1 kW·h/m³), con una eficiencia de entropía del calentador eléctrico del 63 %. Existe una presión óptima en la salida del compresor durante el proceso de descarga que minimiza las pérdidas de entropía y maximiza la eficiencia del sistema. Para el sistema EH-PTES, a la presión de descarga óptima, la eficiencia del sistema primero disminuye y luego aumenta con el aumento de la temperatura de salida del calentador eléctrico y aumenta monotonamente con el aumento de la temperatura de salida del compresor. Cuando la temperatura de salida del compresor es 550 ℃ y la temperatura de salida del calentador eléctrico aumenta de 600 ℃ a 1000 ℃, la eficiencia del sistema disminuye primero de 45,03 % a 44,81 %, y luego aumenta a 45,75 %; cuando la temperatura de salida del calentador eléctrico es 850 ℃ y la temperatura de salida del compresor aumenta de 400 ℃ a 550 ℃, la eficiencia del sistema aumenta monotonamente de 39,17 % a 45,14 %. La sensibilidad de la eficiencia del sistema a la temperatura de salida del calentador eléctrico es menor que la de la temperatura de salida del compresor. La integración del calentador eléctrico mejora significativamente la densidad de almacenamiento de energía del sistema PTES, alcanzando 113,9 kW·h/m³ a una temperatura de salida del calentador eléctrico de 1000 ℃. Los resultados del estudio pueden proporcionar referencia para el diseño optimizado del sistema de almacenamiento de electricidad térmica por bombeo.

tecnología de almacenamiento eléctrico térmico por bomba de calor; calentador eléctrico integrado; análisis de energía; análisis de entropía