基于热泵储电的绝热钙循环卡诺电池系统特性及优化研究

作     者：丁扬 王翰文 陆文杰 罗元俊 凌祥 

作者机构：南京工业大学机械与动力工程学院 

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

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：太阳能超高温CO2转化反应器及其传热性能与反应调控机理(22338008) 

主　　题：钙基热化学储能 热泵储电 卡诺电池 参数优化 往返效率 

摘      要：为应对能源短缺危机和时空分布不均的挑战，本文结合钙基热化学储能与热泵储电的优势，提出一种新型耦合系统。通过热泵为分解反应供热以高密度储能，水合反应放热驱动发电高效释能，杜绝存储过程能量耗散，实现长时大规模储能。分析操作参数对往返效率的影响，在本文考察范围内储能过程循环压比增加正向提升往返效率，但过高的压比加大设备负担且边际效用递减。热泵吸热温度和分解反应温度不宜偏离过远，370 ℃、415 ℃时往返效率分别最高，需尽可能降低夹点温度，避免高品位热能降级使用。释能过程提高发电循环压比或使中间级压力接近理想值，可增加循环净功，往返效率升高。更高的水合反应温度、热机吸热温度以及Ca（OH）2存储温度对往返效率有增益效果，而CaO和H2O预热温度影响甚微。采用“黑箱模型和夹点方法，并借助改进的遗传算法优化系统参数。换热网络损得到有效控制，往返效率最高可达65.96%，是一种颇具竞争力的能量存储方式。