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壓縮空氣儲能研發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
時間:2018-11-19 13:13
       傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)存在三個技術(shù)瓶頸,一是依賴天然氣等化石燃料提供熱源,不適合我國這類缺油少氣的國家;二是需要特殊地理條件建造大型儲氣室,如高氣密性的巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等;三是系統(tǒng)效率較低(分別為42%、54%),需進一步提高。

  為解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能的技術(shù)瓶頸問題,近年來,國內(nèi)外學者開展了新型壓縮空氣儲能技術(shù)研發(fā)工作,包括絕熱壓縮空氣儲能、蓄熱式壓縮空氣儲能及等溫壓縮空氣儲能(不使用燃料)、液態(tài)空氣儲能(不使用大型儲氣室)、超臨界壓縮空氣儲能(不使用大型儲氣室、不使用燃料)等。
(1)絕熱式壓縮空氣儲能
  絕熱式壓縮空氣儲能技術(shù)通過儲熱裝置回收壓縮熱并儲存,使壓縮及膨脹過程近似于絕熱過程,不必燃燒化石燃料,并且能保持較高的儲能密度及效率。其工作原理為:儲能時,通過壓縮機將空氣壓縮至高溫高壓狀態(tài)后,通過儲熱系統(tǒng)將壓縮熱儲存,空氣降溫并儲存在儲罐中。釋能時,將高壓空氣釋放,利用儲存的壓縮熱使空氣升溫,由高溫高壓空氣推動膨脹機做功發(fā)電。
  該系統(tǒng)回收了壓縮熱并且再利用,使系統(tǒng)效率得到了較大提高,同時去除了燃燒室,實現(xiàn)了零排放。但由于壓縮機級間不回收熱量、冷卻空氣,故壓縮過程能耗較高。由于壓縮機出口的空氣溫度高,對設(shè)備材料要求高。
  德國RWE Power公司于2010年啟動ADELE項目,設(shè)計儲熱溫度600℃,設(shè)計儲氣壓力100bar,理論設(shè)計效率可達70%,該項目處于論證階段。
(2)蓄熱式壓縮空氣儲能
  蓄熱式壓縮空氣儲能又被稱作先進絕熱壓縮空氣儲能,其原理同絕熱壓縮空氣儲能類似,區(qū)別在于該系統(tǒng)在壓縮過程級間換熱及儲熱,絕熱壓縮空氣儲能在全部壓縮過程結(jié)束后儲熱。相較于絕熱壓縮空氣儲能,蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)的儲熱溫度及儲能密度較低,但其壓縮機耗能減小,且對于壓縮機材料要求不高。該系統(tǒng)缺點在于增加了多級換熱及儲熱,系統(tǒng)初投資有所增加
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