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壓縮空氣儲(chǔ)能研發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

時(shí)間：2018-11-19 13:13

傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)存在三個(gè)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(guó)這類缺油少氣的國(guó)家；二是需要特殊地理?xiàng)l件建造大型儲(chǔ)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(jìn)一步提高。

　　為解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)瓶頸問題，近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)工作，包括絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能、蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能及等溫壓縮空氣儲(chǔ)能（不使用燃料）、液態(tài)空氣儲(chǔ)能（不使用大型儲(chǔ)氣室）、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能（不使用大型儲(chǔ)氣室、不使用燃料）等。
（1）絕熱式壓縮空氣儲(chǔ)能
　　絕熱式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)通過儲(chǔ)熱裝置回收壓縮熱并儲(chǔ)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(chǔ)能密度及效率。其工作原理為：儲(chǔ)能時(shí)，通過壓縮機(jī)將空氣壓縮至高溫高壓狀態(tài)后，通過儲(chǔ)熱系統(tǒng)將壓縮熱儲(chǔ)存，空氣降溫并儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐中。釋能時(shí)，將高壓空氣釋放，利用儲(chǔ)存的壓縮熱使空氣升溫，由高溫高壓空氣推動(dòng)膨脹機(jī)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(shí)去除了燃燒室，實(shí)現(xiàn)了零排放。但由于壓縮機(jī)級(jí)間不回收熱量、冷卻空氣，故壓縮過程能耗較高。由于壓縮機(jī)出口的空氣溫度高，對(duì)設(shè)備材料要求高。
　　德國(guó)RWE Power公司于2010年啟動(dòng)ADELE項(xiàng)目，設(shè)計(jì)儲(chǔ)熱溫度600℃，設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣壓力100bar，理論設(shè)計(jì)效率可達(dá)70%，該項(xiàng)目處于論證階段。
（2）蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能
　　蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能又被稱作先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能，其原理同絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能類似，區(qū)別在于該系統(tǒng)在壓縮過程級(jí)間換熱及儲(chǔ)熱，絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能在全部壓縮過程結(jié)束后儲(chǔ)熱。相較于絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能，蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)熱溫度及儲(chǔ)能密度較低，但其壓縮機(jī)耗能減小，且對(duì)于壓縮機(jī)材料要求不高。該系統(tǒng)缺點(diǎn)在于增加了多級(jí)換熱及儲(chǔ)熱，系統(tǒng)初投資有所增加

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