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基于高温显热蓄热的二氧化碳卡诺电池系统设计与热经济性分析
1
作者
王文瑞
郝佳豪
+3 位作者
郑平洋
越云凯
杨俊玲
张振涛
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第7期2714-2728,共15页
卡诺电池是一种基于卡诺循环的以热能((火用))形式存储电能的热机械式储能技术,具有结构简单、环境友好、经济性高、灵活性强等优势。本文设计了分别基于布雷顿循环和跨临界朗肯循环的10 MW级高温CO_(2)卡诺电池系统,建立了系统与各部...
卡诺电池是一种基于卡诺循环的以热能((火用))形式存储电能的热机械式储能技术,具有结构简单、环境友好、经济性高、灵活性强等优势。本文设计了分别基于布雷顿循环和跨临界朗肯循环的10 MW级高温CO_(2)卡诺电池系统,建立了系统与各部件的数学模型,讨论了不同显热蓄热方式对系统热力学性能的影响规律并进行了热经济性分析。研究发现,在400℃左右的蓄热温度下,本文所提出的布雷顿循环CO_(2)卡诺电池系统往返效率可达66.6%,跨临界朗肯循环CO_(2)卡诺电池系统往返效率可达60.4%。本文还分析了工质流量、高温压缩机入口压力及高温膨胀机入口压力等参数变化对系统性能的影响,针对不同循环过程及组成部件进行了(火用)分析和经济性分析,给出了系统优化建议。综合热力学性能以及经济性评价,采用固体蓄热的跨临界朗肯循环CO_(2)卡诺电池为最优选择。本文研究结果为CO_(2)卡诺电池系统的设计优化与应用提供了一定的参考。
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关键词
卡诺电池
二氧化碳
高温显热蓄热
(火用)分析
经济性分析
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职称材料
二氧化碳储能技术研究现状与发展前景
被引量：
37
2
作者
郝佳豪
越云凯
+4 位作者
张家俊
杨俊玲
李晓琼
宋衍昌
张振涛
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期3285-3296,共12页
二氧化碳储能(CES)技术是基于压缩空气储能(CAES)和Brayton发电循环的一种新型物理储能技术,具有储能密度大、运行寿命长、系统设备紧凑等优势,具有较好的发展和应用前景。本文介绍了典型二氧化碳储能系统的工作原理和基本特征,指出了...
二氧化碳储能(CES)技术是基于压缩空气储能(CAES)和Brayton发电循环的一种新型物理储能技术,具有储能密度大、运行寿命长、系统设备紧凑等优势,具有较好的发展和应用前景。本文介绍了典型二氧化碳储能系统的工作原理和基本特征,指出了系统循环效率(RTE)、储能密度(ESD)的计算方式和评价效果;通过对近期相关国内外文献的讨论,结合二氧化碳储能技术的发展进程,重点梳理了二氧化碳电热储能(TE-CES)、跨临界二氧化碳储能(TC-CES)、超临界二氧化碳储能(SC-CES)、液态二氧化碳储能(LCES)和耦合其他能源系统的二氧化碳储能系统的研究进展,指出了不同系统的优势、不足及适应性应用场景;总结了二氧化碳储能的研究方向、关键技术和主要挑战,最后分析了二氧化碳储能技术在技术研发和面向多场景应用两个层面上的发展前景。综合分析表明,目前二氧化碳储能技术相关研究方兴未艾,且较多为理论研究,还需要进一步朝着系统优化设计、实验验证和产业化应用方向发展,二氧化碳储能技术有望在未来电力储能市场中获得较大发展空间。
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关键词
大规模长时储能
二氧化碳储能
关键技术
发展前景
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职称材料
压缩二氧化碳储能系统研究进展
被引量：
20
3
作者
张家俊
李晓琼
+6 位作者
张振涛
郝佳豪
郑平洋
于泽
杨俊玲
荆亚楠
越云凯
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1928-1945,共18页
压缩二氧化碳储能技术作为一种新型的压缩气体储能技术,具有储能密度大、经济成本低、运行寿命长、负碳排放等多方面优势,适合我国大规模长时储能系统建设和可持续发展的需求,具有非常广阔的发展前景。本文对比分析了压缩二氧化碳储能...
压缩二氧化碳储能技术作为一种新型的压缩气体储能技术,具有储能密度大、经济成本低、运行寿命长、负碳排放等多方面优势,适合我国大规模长时储能系统建设和可持续发展的需求,具有非常广阔的发展前景。本文对比分析了压缩二氧化碳储能系统相比于压缩空气储能系统的优势,梳理了压缩二氧化碳储能技术的分类,其中详细介绍了跨临界二氧化碳储能系统、超临界二氧化碳储能系统和液态二氧化碳储能系统的运行原理、系统性能以及适用场景等方面特点,阐述了系统关键运行参数对系统性能的影响规律以及系统[火用]损分布情况,得出系统性能的提升方法,进一步介绍了压缩二氧化碳储能系统的改进系统以及耦合其他外部能源系统的压缩二氧化碳储能系统对系统性能的提升效果,最后分析了压缩二氧化碳储能系统的优势和发展方向。本文旨在总结当前压缩二氧化碳储能技术研究成果,指出现有压缩二氧化碳储能系统的优缺点,为后续学者研究压缩二氧化碳储能系统指引方向,也为压缩二氧化碳储能系统实验及示范的建立提供参考。
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关键词
压缩二氧化碳储能
储能技术
系统性能
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职称材料
题名
基于高温显热蓄热的二氧化碳卡诺电池系统设计与热经济性分析
1
作者
王文瑞
郝佳豪
郑平洋
越云凯
杨俊玲
张振涛
机构
中国科学院理化技术研究所
中国科学院大学
北京博睿鼎能动力科技有限公司
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第7期2714-2728,共15页
基金
国家自然科学基金项目(52206032)
中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-043)。
文摘
卡诺电池是一种基于卡诺循环的以热能((火用))形式存储电能的热机械式储能技术,具有结构简单、环境友好、经济性高、灵活性强等优势。本文设计了分别基于布雷顿循环和跨临界朗肯循环的10 MW级高温CO_(2)卡诺电池系统,建立了系统与各部件的数学模型,讨论了不同显热蓄热方式对系统热力学性能的影响规律并进行了热经济性分析。研究发现,在400℃左右的蓄热温度下,本文所提出的布雷顿循环CO_(2)卡诺电池系统往返效率可达66.6%,跨临界朗肯循环CO_(2)卡诺电池系统往返效率可达60.4%。本文还分析了工质流量、高温压缩机入口压力及高温膨胀机入口压力等参数变化对系统性能的影响,针对不同循环过程及组成部件进行了(火用)分析和经济性分析,给出了系统优化建议。综合热力学性能以及经济性评价,采用固体蓄热的跨临界朗肯循环CO_(2)卡诺电池为最优选择。本文研究结果为CO_(2)卡诺电池系统的设计优化与应用提供了一定的参考。
关键词
卡诺电池
二氧化碳
高温显热蓄热
(火用)分析
经济性分析
Keywords
Carnot battery
carbon dioxide
high-temperature sensible heat storage
exergy analysis
economic analysis
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
在线阅读
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职称材料
题名
二氧化碳储能技术研究现状与发展前景
被引量：
37
2
作者
郝佳豪
越云凯
张家俊
杨俊玲
李晓琼
宋衍昌
张振涛
机构
中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室
中国科学院大学
北京博睿鼎能动力科技有限公司
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期3285-3296,共12页
基金
国家自然科学基金面上项目(51876216)
中央引导地方科技发展专项资金(ZYYD2022B11)。
文摘
二氧化碳储能(CES)技术是基于压缩空气储能(CAES)和Brayton发电循环的一种新型物理储能技术,具有储能密度大、运行寿命长、系统设备紧凑等优势,具有较好的发展和应用前景。本文介绍了典型二氧化碳储能系统的工作原理和基本特征,指出了系统循环效率(RTE)、储能密度(ESD)的计算方式和评价效果;通过对近期相关国内外文献的讨论,结合二氧化碳储能技术的发展进程,重点梳理了二氧化碳电热储能(TE-CES)、跨临界二氧化碳储能(TC-CES)、超临界二氧化碳储能(SC-CES)、液态二氧化碳储能(LCES)和耦合其他能源系统的二氧化碳储能系统的研究进展,指出了不同系统的优势、不足及适应性应用场景;总结了二氧化碳储能的研究方向、关键技术和主要挑战,最后分析了二氧化碳储能技术在技术研发和面向多场景应用两个层面上的发展前景。综合分析表明,目前二氧化碳储能技术相关研究方兴未艾,且较多为理论研究,还需要进一步朝着系统优化设计、实验验证和产业化应用方向发展,二氧化碳储能技术有望在未来电力储能市场中获得较大发展空间。
关键词
大规模长时储能
二氧化碳储能
关键技术
发展前景
Keywords
large scale long-term energy storage
carbon dioxide energy storage
key technologies
development prospect
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
在线阅读
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职称材料
题名
压缩二氧化碳储能系统研究进展
被引量：
20
3
作者
张家俊
李晓琼
张振涛
郝佳豪
郑平洋
于泽
杨俊玲
荆亚楠
越云凯
机构
上海海事大学商船学院
中国科学院理化技术研究所
北京博睿鼎能动力科技有限公司
长沙
博睿
鼎
能动力
科技
有限公司
国家电投集团科学技术研究院
有限公司
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1928-1945,共18页
基金
国家自然科学基金(52206032)
中央引导地方科技发展资金(ZYYD2022B11,2022ZY0048)。
文摘
压缩二氧化碳储能技术作为一种新型的压缩气体储能技术,具有储能密度大、经济成本低、运行寿命长、负碳排放等多方面优势,适合我国大规模长时储能系统建设和可持续发展的需求,具有非常广阔的发展前景。本文对比分析了压缩二氧化碳储能系统相比于压缩空气储能系统的优势,梳理了压缩二氧化碳储能技术的分类,其中详细介绍了跨临界二氧化碳储能系统、超临界二氧化碳储能系统和液态二氧化碳储能系统的运行原理、系统性能以及适用场景等方面特点,阐述了系统关键运行参数对系统性能的影响规律以及系统[火用]损分布情况,得出系统性能的提升方法,进一步介绍了压缩二氧化碳储能系统的改进系统以及耦合其他外部能源系统的压缩二氧化碳储能系统对系统性能的提升效果,最后分析了压缩二氧化碳储能系统的优势和发展方向。本文旨在总结当前压缩二氧化碳储能技术研究成果,指出现有压缩二氧化碳储能系统的优缺点,为后续学者研究压缩二氧化碳储能系统指引方向,也为压缩二氧化碳储能系统实验及示范的建立提供参考。
关键词
压缩二氧化碳储能
储能技术
系统性能
Keywords
compressed carbon dioxide energy storage
energy storage technology
system performance
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
操作
1
基于高温显热蓄热的二氧化碳卡诺电池系统设计与热经济性分析
王文瑞
郝佳豪
郑平洋
越云凯
杨俊玲
张振涛
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
二氧化碳储能技术研究现状与发展前景
郝佳豪
越云凯
张家俊
杨俊玲
李晓琼
宋衍昌
张振涛
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
37
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职称材料
3
压缩二氧化碳储能系统研究进展
张家俊
李晓琼
张振涛
郝佳豪
郑平洋
于泽
杨俊玲
荆亚楠
越云凯
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
20
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