本文介绍了在世界上第一个电网规模 150 kW e 泵送热能存储 (PHES) 演示系统的调试和测试中开展的研究。该系统采用了两个新型分层填充床热存储器。本研究通过实验研究了其中一个被称为“热存储器”的存储器,其能量存储密度为 1072 MJ/m 3 ,存储温度为 500 ◦ C ,压力为 12 bar。分层存储器是普通填充床存储器的增强版,可提供更高程度的热分层。实验表明,分层可使压力损失降低约 64%,同时产生更窄的温跃层。在考虑标称设计条件下的简单和分层模式操作的情况下,基于第一定律分析计算了往返效率、存储容量和利用率。考虑了两种循环控制场景:基于时间和基于温度。在基于时间的场景中,存储器在两种模式下的性能几乎相似。然而,在基于温度的场景中,分层模式表现更佳。在循环运行期间,分层模式表现更佳,因为它仅在第 3 个循环中就达到稳定状态,且效率、容量和利用率没有任何损失;简单模式的效率具有竞争力,但容量和利用率在每个连续循环后都会下降,并且在第 20 个循环中达到稳定状态。还进行了第二定律分析,以深入了解各种损失及其对性能的影响。
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