耦合光热发电储热-有机朗肯循环的先进绝热压缩空气储能系统热力学分析

《耦合光热发电储热-有机朗肯循环的先进绝热压缩空气储能系统热力学分析》是一篇聚焦于能源存储与转换技术的学术论文。该研究旨在探索一种结合光热发电储热与有机朗肯循环（ORC）的先进绝热压缩空气储能系统，通过热力学分析评估其性能和可行性。随着全球对可再生能源需求的增加，如何高效地存储和利用这些间歇性能源成为研究热点。本文为解决这一问题提供了新的思路和技术路径。

在传统压缩空气储能系统中，压缩空气需要在高温下储存以提高效率，而通常采用的是等温或近似等温过程。然而，这种模式存在能量损失较大、效率不高的问题。为此，研究人员提出了一种基于光热发电储热的新型系统，利用太阳能作为热源，将热量存储在高温储热介质中，随后用于加热压缩空气，从而实现更高的储能效率。

该论文的核心创新点在于将光热发电储热系统与有机朗肯循环相结合。有机朗肯循环是一种利用低沸点工质进行能量转换的技术，适用于低温热源的回收利用。通过将光热储热系统产生的高温热量引入有机朗肯循环，不仅可以提升整体系统的热效率，还能有效降低对传统燃料的依赖，减少碳排放。

论文首先介绍了系统的总体结构和工作原理。系统主要包括压缩机、储热装置、膨胀机以及有机朗肯循环模块。在充电阶段，太阳能被集中到储热介质中，随后用于加热压缩空气。在放电阶段，高压空气经过膨胀机做功，同时驱动有机朗肯循环发电。整个过程中，系统通过优化热力循环参数，实现了能量的高效转换和储存。

在热力学分析部分，作者采用了能量平衡和熵产分析的方法，对系统的各个组成部分进行了详细计算。结果表明，该系统在不同工况下的能量效率均高于传统的压缩空气储能系统。特别是在高温储热条件下，系统的整体效率显著提高，显示出良好的应用前景。

此外，论文还讨论了系统的关键参数对性能的影响，如储热温度、压缩比、工质种类等。通过敏感性分析，作者发现储热温度是影响系统效率的主要因素之一，而选择合适的工质可以进一步提升有机朗肯循环的输出功率。这为未来系统的优化设计提供了理论依据。

值得注意的是，该研究不仅关注系统的热力学性能，还考虑了环境友好性和经济性。由于光热发电储热系统能够利用可再生清洁能源，因此整个系统的碳排放量较低。同时，通过合理的设计和运行策略，系统可以在不同的运行条件下保持较高的稳定性，满足实际应用的需求。

最后，论文总结指出，耦合光热发电储热与有机朗肯循环的先进绝热压缩空气储能系统具有较高的热效率和环境适应性，是一种有潜力的能源存储解决方案。未来的研究可以进一步探索系统的规模化应用、成本控制以及与其他可再生能源系统的集成方式，以推动其在实际工程中的广泛应用。