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  卡诺电池是一种新兴的技术，用于廉价的、独立于场地的中大规模电能储存。卡诺电池也被称为 抽水蓄电（PTES）或 抽水蓄热（PHES），它将电能转化为热能，将热能储存在廉价的储存介质中，如水或熔盐，并根据自身的需求将热能转化为电能。卡诺电池的容量从中等到高等，最高可达100MW/1000MWh，有可能以比传统电池更经济、更环保的方式解决全球可再生电力的存储问题。

  卡诺电池（Carnot battery）指的是一种基于储热（Thermal Energy Storage）的大规模电力储能系统。在充电阶段，电能转化为热能；热能包含冷或热，通过一定形式存储起来；在放电阶段，热能转化为电能再次利用。

  卡诺电池（Carnot Batteries）是一种新兴的电能存储（EES，Electrical Energy Storage）技术。能够低成本的、不受地域限制的实现中等到大型规模的电能存储。卡诺电池将电能转化为热能（Thermal Energy），将热能存储在价格较为配以的介质中，如水、熔融盐等，当需要电能时，热能通过特定设备转化为电能。系统的储能规模可以高达100MW/1000MWh。

  根据蓄热机理，热能储存可分为三种类型: 显热储存、潜热储存和热化学储存。用于卡诺电池的储存材料如下：

  热能能够最终靠热力循环转化为能量，例如朗肯循环或布雷顿循环。有些技术利用半导体材料的特性将热转化为电，而这些技术不被视为卡诺电池，因为转化过程中不涉及热力循环，例如热电材料。典型的技术有：

  卡诺电池可以用作电网能量储存，储存来自可变可再次生产的能源的多余电力，并在需要时发电。

  一些卡诺电池系统能将储存的热量或冷量用于其他应用，例如区域暖气和数据中心的冷却。

  摘要：可再次生产的能源的增长需要灵活、低成本和高效的电力存储来平衡能源供需之间的不匹配。当电力生产高于需求时，卡诺电池通过储存来自电阻式加热器或热泵系统的热能（充电循环模式）来缓冲电能。当电力需求高于生产时，卡诺电池通过储存的热能来发电（电力循环模式）。本文是对这种新兴和创新技术的回顾，包括市场分析。首先，描述了卡诺电池的不同可能技术和配置。这包括充电循环、功率循环和热能存储系统。此外，还给出了世界上现有原型的最新情况。这项技术的性能指标还不清楚，本文试图定义客观的性能指标。最后，对所有描述的技术进行了比较，并得出结论，以帮助工程师在特定情况下选择最佳技术。

  摘要：描述了一种热泵电网储能技术，该技术基于封闭循环布雷顿发动机将热量从低温储能液体转移到熔融太阳盐。计算出的往返效率是涡轮机械的聚能效率和总的热交换器钢质量的函数，发现它与抽水蓄能的效率具有竞争力。每个发动机瓦特的成本和每个存储焦耳的成本是根据现今动力燃气轮机的价格和钢和硝酸盐的市场行情报价来估计的。与电化学和机械电网存储技术进行了比较。

  抽水蓄能的一种实施方式，这种想法已然浮现在文献中，并在工业界得到发展，它与其他技术的不同之处主要在于用热交换器代替了热电偶。与其像抽水式水电那样将水从低处的水库抽到高处来储存能量，不如通过热机将热量从一个冷体抽到一个热体。在任何一种情况下，这样的一个过程都是可逆的，因此，储存的能量可以在以后提取以满足需求。

  带热交换的抽水蓄能概念图。通过带有逆流储存流体的热交换器，热量被添加到闭合循环布雷顿发动机的工作流体中/从其中移除。在基本情况下，工作流体是氩气，储热介质是熔盐（高压侧）和烃类液体（低压侧）。介质储存在四个罐子里，温度不同，受条件 +0/ 0= +1/ =ξ约束。在涡轮机-压缩机对完全绝热和热交换器非常大的限制下，发动机是完全可逆的。涡轮机械和热交换器中的非惰性产生的熵必须作为废热被甩到环境中。这种损失导致了公式中给出的往返效率约束。

  从物理学的角度来看，热交换蓄能的机械部分应该比抽水蓄能的成本低，这是非常合理的，因为它与抽水蓄能技术的关系最密切。涡轮机由于转动速度更快、叶片和流体速度更大而更小。它们不需要燃烧器或叶片冷却。盐和正己烷在上坡时比水更紧凑地储存能量：一公斤水被提升380米，这是典型的抽水蓄能海拔下降，储存的能量是一公斤硝酸盐从T1加热到 +1时的0.7%。一公斤水落下380米，向涡轮机叶片传递的能量是1公斤氩气工作液在布雷顿回路中运行时的3.4%。在N2工作流体的情况下，它是1.7%。

  摘要：在这项工作中，利用基于物理学的模型和数字实时模拟，评估了电网规模的三元储能蓄热（T-PTES）与核电的整合，以提高运行灵活性。核能发电的部分电力被输送到电网，其余部分被用来为热泵供电，热泵能够最终靠一个辅助的电阻性负载元件来增加蓄热器的充电率。这增加了冷热存储（通常是大型存储罐内的固体材料或熔盐）之间的热势。热能通过反转热泵循环被转化回电力。模拟了不同的瞬态情况，包括启动、关闭和并网运行的功率变化，以确定混合核电-TT-PTES系统在可变负荷下运行的行为，这与传统的基荷核电站运行方案不同。三元是指三种运行模式：（i）热泵（包括加热线圈），（ii）热机，以及（iii）在从储能到发电的转换过程中热泵（包括加热线圈）和热机同时运行，反之亦然。T-PTES作为动态负荷在极短的时间内的可控性被用来证明混合核电站的运行灵活性，通过先进的负荷管理实现灵活运行。将T-PTES整合到核电系统中，能大大的提升系统的灵活性，是可再次生产的能源高渗透率的一个推动因素。

  来自T-PTES的灵活性，以减轻由于风能的变化而导致的不定期的连接线电力流。在事件前（以蓝色字体显示）、事件后（以红色字体显示）和使用T-PTES后（以绿色字体显示）显示的数值。

  图中显示了使用T-PTES在事件前、事件后和事件后恢复下的区间功率流（-ve)符号是指从母线的功率流方向）。黑色曲线表示事件发生前的电源输出，红色曲线表示事件发生前的连接线流量（没有激活T-PTES），蓝色曲线表示事件发生后的电源输出（事件发生后激活T-PTES）。

  在风速急剧下降导致功率输出减少（78至9兆瓦：底图中的绿色曲线）后，T-PTES提供了调节连接线流量的灵活性，显示了通过T-PTES操作的连接线流量调节。在上图中，红色曲线显示了事件前的并线流量（未启动T-PTES），黑色曲线显示了事件后的并线流量（未启动T-PTES），以及事件后的并线流量（启动T-PTES）。在底部图中，显示了加热线圈的输出：黑色曲线显示事件前的输出，红色显示事件后的输出（没有激活T-PTES），蓝色曲线显示事件后的输出（激活T-PTES）。