上海油压工作室卡诺电池是通过水或熔盐等储能介质将电能以热能形式储存起来，并在需要时将热能转化为电能的系统。这类系统包括 液态空气储能 (LAES) 系统、 基于 布雷顿 或 朗肯的泵送式热能储存 (PTES) 系统、拉姆-霍尼格曼储能(Lamm-Honigmann storage，一种基于吸附技术，可同时以热能和电能进行充放电)以及基于集成电阻加热并进行功率循环的系统。
所有这些存储技术都允许广泛的应用，例如套利业务、辅助服务或电网内的调峰。
科学家们通过单目标优化和多目标优化模拟了多个系统，以实现能量、火用和经济效率，并使用了 16 种不同的环保工作流体组合。
上海油压工作室“CB是一种电能-热能-电能的储能技术，通过加热或冷却热能存储系统(TES)，将剩余电力转化为热能。储存的热能可以在需要时再转换回电能，”学者们解释道。“CB分为三个热能区：TES储罐(高温和低温)、热源和散热器。”
上海油压工作室该团队提出了六种可作为CB运行的HP-ORC组合方案。系统1是最基本的系统，包括一个蒸汽压缩式热泵(VCHP)和一个简单的ORC。系统2在HP上增加了一个蓄热器，系统3在ORC上增加了一个蓄热器，系统4在HP和ORC上都增加了蓄热器。系统5使用带闪蒸室的两级热泵，而系统6则采用两级HP和一个蓄热式ORC。
在高压侧和有机朗肯循环 (ORC) 侧分别测试了四种不同的工质，共计得出 16 种可能的组合。具体而言，它们是 R1224yd(Z)、R1234ze(Z)、R1336mzz(Z) 和 R1233zd(E)。这些系统是在 MATLAB 2024a 中开发的，假设 VCHP 和 ORC 处于稳态运行;热交换器中没有热量损失和压力损失;压缩机和膨胀机的效率恒定;水作为热源、储能和冷源中的传热流体。
首先，对六种系统配置和16种工质对的所有可能组合进行单目标优化。每种组合均经过三个单目标优化——能量、火用和经济性。采用一种新颖的评分方法，系统地确定最佳工质配置对。
上海油压工作室模拟结果表明，再生热泵和ORC配置(系统4)在所有流体组合中始终提供最佳效果，证明了其与其他系统相比更适合该技术。其中，R1233zd(E)-R1233zd(E) 的整体性能最高，其次是 R1234ze(Z)-R1224yd(Z)。基础热泵和ORC配置(系统1)采用 R1336mzz(Z)-R1336mzz(Z) 时性能最低。
基于此分析，该团队对系统 4 进行了多目标优化，在高压侧和有机朗肯循环侧均使用了 R1233zd(E)。根据他们的研究结果，他们在往返效率和储能平准化成本 (LCOS) 之间进行了权衡。尽管如此，最优设计仍实现了 57.43% 的往返效率和 0.649 欧元(0.73 美元)/千瓦时的平准化成本 (LCOS)。
上海油压工作室“在不显著影响整体性能的情况下，效率可以达到 81.30%。超过这个水平，由于性能会迅速下降，进一步的改进就没有必要了。”该团队表示，“对于小型实验台，最佳设计点对应的 LCOS 为 1.093 欧元/千瓦时，但预计在更大规模下会下降。”
上海油压工作室他们的研究成果发表在《能源转换与管理：X》杂志上，题为“用于储能应用的卡诺电池的多目标优化和设计”。
丹麦技术大学的学者 在2023年发表的一项研究中 提出，使用 卡诺电池 将燃煤电厂转变为可再生能源生产。
上海油压工作室丹麦的另一组研究人员也研究了如何 使用卡诺电池在本国储存可再生能源， 并发现这些设备只有在一定的成本门槛下才能做出显著的贡献。
