技术领域：热泵储电系统
开发单位：华北电力大学电站能量转换与系统重点实验室
文章名称：He Yang, Xiaoze Du, et al. Thermo-economic analysis and multi-objective optimization of solar aided pumped thermal electricity storage system, 2023.
技术突破：分析了太阳能辅助热泵储电系统主要设计参数的影响 ；将多目标优化算法应用于往返效率、能量密度和水平化存储成本上，并进行了权衡分析。
应用价值：研究可作为太阳能辅助热泵储电系统的设计参考，并指导太阳能辅助热泵储电系统的研究。
由于可再生能源的间歇性和波动性，大规模可再生能源将给电网带来严峻挑战。储能被认为是克服可再生能源波动性和不稳定性的有希望的解决方案。其中，电池储能系统、压缩空气储能系统和抽水蓄能系统是大规模长期储能技术。然而，抽水蓄能系统和压缩空气储能系统的应用通常因适当地理条件的具体要求而受到限制。大型电池储能系统还受到性能退化、后处理、运行安全和成本等方面的限制。在本研究中，首次提出了一种新型太阳能辅助热泵储电系统集成系统配置，其标称电力输入为5MW，存储容量为6等效运行小时，由聚光太阳能工厂太阳能接收器的太阳能热量输入和电网的电力输入驱动。
图1 带有太阳能辅助的热泵储电系统：(a)储能过程；(b)释能过程
华北电力大学的研究工作者建立了太阳能辅助热泵储电系统如图一所示，并且以往返效率、能量密度和水平化存储成本为系统性能指标，研究了主要设计参数的影响。
研究结果表明：(1) 随着多变效率和换热器效率的增加，往返效率和能量密度增加。随着换热器分压损失的增加，往返效率和能量密度均下降。随着多变效率和换热器效率的升高，平准化储能成本先减小后增大。随着分压损失的增加，平准化储能成本增加。
(2) 随着充电温度比的增大，往返效率减小，而能量密度随着充电温度比的增大而增大。随着太阳能辅助热泵储电系统中最高温度的增加，系统的往返效率和能量密度均增加。随着充电温度比的增加，平准化储能成本先下降后逐渐上升。最高温度的升高使平准化储能成本降低。
编译：胡傲伟 INESA
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