二氧化碳电热储能与液态储能系统热力性能对比分析

作     者：张涛 刘嘉楷 戴天乐 许诚 ZHANG Tao;LIU Jiakai;DAI Tianle;XU Cheng

作者机构：山东电力工程咨询院有限公司山东济南250014 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第5期

页      面：1554-1563页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52176004) 

主　　题：二氧化碳电热储能 液态二氧化碳储能 热力性能分析 

摘      要：二氧化碳电热储能与液态二氧化碳储能技术具有适用范围广、储能密度大等特点,是目前压缩气体储能技术的研究热点,然而,上述系统在储能形式及流程上的差异造成了系统在储能效率、储能密度等方面的不同,目前尚无系统性研究。基于此,本工作阐述了上述系统的能量存储原理及流程构型特点,建立了热力学分析模型,在设定工况下比较了两者性能指标以及不可逆损失分布特性,并进一步探讨了关键参数变化对两种储能系统的性能影响。结果表明,二氧化碳电热储能系统通过将工质的压力势能进一步转化为冷能储存,从而获得了更高的储能密度(7.36 kWh/m^(3)),而液态二氧化碳储能系统通过高压罐将压力势能直接储存,避免了额外的叶轮机械损失,具有更高的循环效率(63.60%);此外,通过参数研究发现,提高压缩机等熵效率和出口压力对液态二氧化碳储能系统的性能提升更加明显,提高透平等熵效率对二氧化碳电热储能系统的提升更加明显。研究成果将为二氧化碳储能技术路径选择和技术进步提供支撑。