可实现的新型卡诺电池与塔式光热并联系统及其协同优化研究OA

【目的】在“双碳”目标与新能源高比例并网背景下,光伏弃电消纳难题与传统光热系统定日镜场投资高、能效偏低等问题日益突出。为实现光伏弃电高效利用、提升光热系统综合能效与经济性,本文提出一种基于卡诺电池驱动的新型光伏-塔式光热并联系统,开展系统架构设计与协同优化研究。【方法】针对卡诺电池压缩机出口温度受限的技术瓶颈,设计“压缩机回热+电加热器串联”分段温升方案;采用EBSILON专业软件构建系统热力学耦合模型,设置单光热系统、电加热器耦合光热系统为参比方案,以卡诺电池替代部分定日镜场,从能量效率、㶲效率与经济性三方面开展对比分析。【结果】研究表明,新型并联系统整体能量效率达39.28%,较2个参比系统分别提升6.00%、10.84%,整体㶲效率达41.80%,分别提升5.29%、11.35%;相较于单光热系统,新方案可降低设备与土地成本约0.11亿元,全生命周期售电收益增加8.11亿元,动态投资回收周期缩短7.11年。【结论】该新型卡诺电池-光热并联系统可高效消纳光伏弃电,兼具能效提升与成本优化双重优势,为光伏-光热互补系统的工程化应用提供了可行技术路径与理论支撑。