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이탈리아 연구진, 주택용 태양광 저장용 히트펌프-카르노 배터리 설계

이탈리아 라퀼라대학교 연구진이 히트펌프(HP)와 유기랭킨사이클(ORC) 유닛을 결합한 가역식 카르노 배터리(R-CB)를 설계했다. 작동유체는 R1233zd(E), 회전기기는 Bitzer OSK5361-K 가역 스크류 기계로 충전 시에는 압축기, 방전 시에는 팽창기로 작동한다. 히트펌프는 열출력 4kW~31kW, 압축기 소비전력 1.6kW~5.1kW 범위에서 운전되며 온도차 약 15K에서 최대 성적계수(COP) 9.5를 기록했다. ORC 모드에서는 24kW~67kW의 열을 투입해 0.3kW~3.7kW의 전력을 생산하며, 탱크 수온은 110℃에서 70℃로 하강한다. 이탈리아 중부의 60㎡ 주택용 태양광과 연계해 1월 조건으로 분석한 결과, 8,000리터 탱크 사용 시 온수 유량을 20L/분에서 30L/분으로 높이면 저장 잉여전력이 2kWh에서 4kWh로, 왕복효율은 22%에서 26%로, 엑서지 효율은 16.4%에서 19.8%로 상승했다.

8월 27일