一种二氧化碳的三模余热发电储能系统包括二氧化碳储液罐、二氧化碳储气装置、储能组件、释能组件、余热直接发电组件和小压缩机；所述储能组件包括至少两组压缩机、与压缩机一一对应的冷却器、第一节流装置、深冷换热器和第二节流装置；所述释能组件包括至少两组膨胀机、与膨胀机一一对应的加热器和高压液泵；在储能时,经过多次压缩使二氧化碳增压,并使增压后的二氧化碳冷凝,转变为液态,压缩时产生的部分能量通过外部冷源直接被散到环境中。待释能时,二氧化碳蒸发,转变为气态,此过程中,利用工业或者电力余热给二氧化碳提供热源,使二氧化碳蒸发,在膨胀机内膨胀并对外做功,该部分利用的高品质的余热,能够极大的提高发电效率。余热直接发电时,经压缩膨胀机做功后的二氧化碳直接送入末端冷却器进行冷凝,然后再次送入深冷换热器进行再次降温液化,进入二氧化碳储液装置；从二氧化碳储液装置流出的液态二氧化碳吸热蒸发,进入膨胀机对外做功,完成余热的直接发电。
