Транс-критический цикл диоксида углерода как способ повышения эффективности системы хранения энергии в виде жидкого воздуха

В статье рассматривается хранение энергии — важная проблема, связанная с продолжающимся переходом к возобновляемым источникам энергии. Система хранения энергии в виде жидкого воздуха (Liquid Air Energy Storage, LAES) представляет собой технологию механического хранения энергии, подходящую для крупномасштабного аккумулирования энергии. В статье предлагается метод повышения эффективности LAES за счёт сопряжения с транскритическим циклом диоксида углерода (CO2). С этой целью выполнен численный анализ двух систем LAES Капицы с транскритическим циклом CO2, работающих по параллельной и последовательной схемам. В обоих случаях максимизация давления CO2 способствует повышению общей эффективности. Направление остаточного тепла в цикл CO2 оказывается выгодным только при этих условиях. Напротив, снижение температуры воздуха перед расширением с целью передачи большего количества тепла в цикл CO2 приводит к худшим результатам. Реализация параллельной системы может повысить эффективность хранения на 5–6% в зависимости от других факторов. Для сравнения, последовательная система повышает эффективность хранения лишь приблизительно на 3,5–5%.