Une nouvelle batterie CO2-Carnot intégrée thermiquement (TI-PTES) utilisant le stockage thermique à froid

Résumé L'intégration croissante des sources d'énergie renouvelable dans le réseau énergétique présente des défis d'intermittence et de tarification négative, nécessitant des solutions de stockage d'énergie à grande échelle. Le stockage d'énergie thermique pompée (PTES) peut répondre à ces problèmes en stockant et livrant une énergie substantielle chaque fois que nécessaire. Le développement de pompes à chaleur à haute température est crucial pour déployer le PTES afin de stocker la chaleur à des températures de puits bien supérieures à la température ambiante (450 °C) pour garantir un rendement énergétique de cycle (RTE) raisonnable. Actuellement, cependant, il n'est pas technologiquement possible pour les pompes à chaleur d'atteindre ces températures même avec le soutien de chaleur disponible gratuitement (200 °C à 400 °C) comme températures sources. Cette étude explore une disposition potentielle du système TI-PTES qui exploite des équipements commercialement disponibles en stockant la chaleur en dessous de la température ambiante tout en pouvant toujours utiliser la source de chaleur disponible gratuitement (solaire, chaleur résiduelle, biomasse, etc.) pour soutenir l'ensemble du RTE. La phase de chargement utilise un cycle de réfrigération au CO2 bien établi pour accumuler de l'énergie en dessous de la température ambiante dans un stockage thermique à froid. Tandis que la phase de décharge fonctionne avec un cycle de puissance CO2 transcritique entre la source de chaleur disponible gratuitement et le stockage thermique à froid. Dans l'ensemble, cela offre un modèle pratiquement réalisable pour le système PTES avec des composants disponibles sur le marché. L'étude examine la conception de ce système innovant en présentant la pertinence des différents paramètres opérationnels et machine ainsi que la contribution des sources de chaleur disponibles gratuitement à la performance globale. Enfin, elle évalue la technologie par rapport à d'autres systèmes de stockage d'énergie de longue durée.