压缩空气储能关键技术及应用展望详解
压缩空气储能现状及发展趋势
压缩空气储能现状及发展趋势1.引言1.1 概述压缩空气储能是一种新兴的能源储存技术,通过将空气压缩储存在储气罐中,然后在需要的时候释放气体以产生动力,从而实现能量的存储和释放。
随着可再生能源的迅速发展,储能技术逐渐变得越来越重要。
在压缩空气储能技术中,首先将空气从环境中抽取进入压缩机中,然后通过压缩机将空气压缩为高压气体存储在储气罐中。
当需要能量时,通过释放储气罐中的气体,将气体驱动涡轮机或发电机来产生电力。
这种技术具有高效、可控、环保等优势。
压缩空气储能技术在许多领域中具有广泛的应用。
首先,在能源领域,它可以作为一种储能手段与其他可再生能源技术相结合,例如风能和太阳能。
当风力或太阳能较强时,储气罐可以将过剩的能量储存起来,而在能源需求较大时释放气体发电。
其次,在交通运输领域,压缩空气储能技术可以应用于气动汽车和气动自行车中,以替代传统的燃油机械,减少对化石能源的依赖。
然而,压缩空气储能技术仍面临着一些挑战。
其中之一是能量转换的损失。
由于能量在储存和释放过程中需要进行多次的转换,会导致能量损失。
另外,储气罐的体积和重量较大,限制了其应用范围。
同时,储气罐的安全性也是一个值得关注的问题。
尽管如此,压缩空气储能技术仍具有广阔的发展前景。
随着技术的不断改进和创新,能量转换效率将不断提高,储气罐的体积和重量也将得到优化。
未来,压缩空气储能技术有望在能源储存领域发挥重要作用,为可持续能源发展做出贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照如下进行编写:本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对压缩空气储能进行了概述,介绍了其基本原理和应用领域。
接着说明了文章的结构,即分为正文和结论两大部分。
正文部分主要包括了压缩空气储能的现状以及其发展趋势两个方面。
在压缩空气储能现状部分,详细介绍了其技术原理和目前的应用领域。
通过解释压缩空气储能的基本原理,读者可以了解到其工作过程以及其中的关键技术。
在应用领域方面,则列举了目前压缩空气储能被广泛应用的行业或领域。
压缩空气储能技术的发展现状及前瞻
压缩空气储能技术的发展现状及前瞻随着社会经济的不断发展,能源资源的消耗也在逐年上升,因此,能源储备和利用的问题日益引起关注。
在各种储能技术中,压缩空气储能技术因其相对低廉的成本、高效节能的特点备受关注。
本文将就压缩空气储能技术的发展现状及前瞻做一探讨。
1. 压缩空气储能技术的概述压缩空气储能技术是指将储存在大量的压缩空气中的机械能转化为电能供应给负载的一种技术。
它的工作原理是,在能量需求低时,用电力驱动压缩机将外界大气压缩成高压气体,并将其储存到一个大型的储气罐中。
当能源需求高时,高压气体通过逆向涡轮机转化为机械能,从而驱动发电机再次产生电能。
在发电领域,压缩空气储能技术的存在可以让发电厂更好地应对负载的变化,特别是面对风能、光能等不可支配的清洁能源时。
因为这些能源的变化不可预测,而压缩空气储能技术可以在能源供给过剩时进行储能,而在供电不足时进行释放。
2. 压缩空气储能技术的发展现状2.1 传统压缩空气储能技术的困境目前,传统的压缩空气储能技术在能量密度、效率、普及性等方面面临了困境。
以能量密度为例,压缩空气储能的能量密度要比化石燃料和电池等高密度储能技术要低得多,造成了储气罐的巨大体积和高成本。
同时,传统压缩空气储能技术的转换效率也不高,一部分能量会在压缩和释放的过程中流失,而且对于不同的储气介质其效率表现不一。
更重要的是,传统压缩空气储能技术不太适合在建筑物、地下空间等场所进行普及,减少使用场景的同时,也减缓了大规模应用压缩空气储能技术的进程。
2.2 新型压缩空气储能技术的发展随着新型压缩空气储能技术的不断深入研究,这些困境正在逐步得到缓解。
一些新型压缩空气储能技术的理念已经形成,并取得了一些阶段性的成果。
近年来,随着固氮式压缩空气储能设备的出现,压缩空气储能技术迎来了全新的发展契机。
固氮式压缩空气储能技术是基于物理固氮技术研发而来的,它可以实现气体的大比容和高密度储存,可有效缓解能量密度不足的问题。
压缩空气储能关键技术及应用展望
压缩空气储能关键技术及应用展望1.压缩机技术:压缩机是压缩空气储能系统的核心设备,其性能和效率直接影响整个系统的能量转化效率。
目前主要采用的压缩机类型包括螺杆式和活塞式压缩机,其关键技术是提高压缩机的效率和可靠性。
2.储气罐技术:储气罐是储存压缩空气的关键设备,其设计和制造需要考虑到安全性、可靠性和容量等方面的要求。
同时,储气罐的材料选择和结构设计也需要考虑到耐磨、耐腐蚀和耐压等因素。
3.压气机技术:压气机是将压缩空气释放出来转化为电力的设备,其关键技术是提高压缩空气的能量转化效率。
目前主要采用的压气机类型包括膨胀机和透平机,其关键技术是提高压缩空气的膨胀效率和降低能量损失。
4.控制系统技术:压缩空气储能系统的控制系统需要实现对整个系统的监测、控制和调度。
关键技术包括数据采集与处理、状态监测与预测、能量调度与优化等,以实现对系统运行的有效管理和控制。
1.可再生能源的储能:随着可再生能源的快速发展和普及,如风能和太阳能等,储能技术成为可再生能源系统的重要组成部分。
压缩空气储能技术作为一种成熟、可靠且具有良好适应性的能量储存技术,可以有效解决可再生能源的不稳定性和间歇性问题。
2.电力系统调度与平衡:压缩空气储能技术可以在电力系统的峰谷差异中进行能量调度,实现电力负荷的平衡。
通过储能和释放压缩空气,可以在电力系统负荷高峰时段释放能量来满足电力需求,而在负荷低谷时段进行储能以供后续使用,从而实现电力系统的稳定运行和节约能源。
3.微电网和远程地区供电:压缩空气储能技术具有良好的适应性,可以应用于微电网和远程地区的供电系统。
通过将储能系统与电力网络相连,可以有效调度能量和提供备用电力输出,满足远程地区的电力需求。
4.工业能源管理:压缩空气储能技术可作为工业能源管理系统的一部分,利用工厂的剩余电力进行储能,并在高峰时段释放能量以供工艺需求,从而实现能源的高效利用和节约。
总结起来,压缩空气储能技术是一种能量存储技术的重要形式,其关键技术的发展将推动储能技术的进一步发展和应用。
压缩空气储能关键技术及应用展望
英国:2012年启动一个350kW的试验性项目,液态空气储能(研究中)
预计试运行时间:2015年 储能容量:15 MWh 输出功率:5 MW 系统效率:暂无数据
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大容量高效低温蓄冷器是其技术难点
德国:ADELE先进绝热压缩空气储能(研究中)
非补燃CAES,利用绝热压缩,将空气压缩至高温高压,回收利用高温压缩热。 设计储能容量:360MWh 设计输出功率:90MW 系统理论效率:70% 高温压缩(压缩机出口温度600℃以上) 高温储热,技术难度大
vout kdec vin
Pout dec Pin
减速器模型
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3.2 建模与效率分析--仿真平台构建
压缩空气储能实验系统专用仿真平台 • 通用部件的数学模型:包括压缩机、换热器、高压控 制阀、发电机等单元部件 • 专用部件数学模型:包括热能储存设备、透平膨胀机、 高压储气罐等 • 系统仿真模型建立和单元技术选择:建立系统仿真模 型,开展多技术选择系统方案模拟研究,针对技术链 上各个环节的不同技术选择组成的系统开展模拟,获 得物质和能量特性
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韩国:2011年开始建设内衬岩石洞室储气的补燃式CAES(研究中)
韩国2011年开始CAES项目建设, 研究内衬岩石洞室的可行性
混凝土塞
钢衬
混凝土衬砌
地下洞室位于地下100m深的石灰岩 内,洞室直径5m,内部使用混凝土 内衬,并且使用钢板密封,钢板的 厚度是6mm。
储气空间
• • • 并网规模最大 输送距离最远 电压等级最高
风光电源随机波动性强 年可用风速3000小时,实际利用率 仅为1900小时/年
压缩空气储能技术的特点与发展趋势
压缩空气储能技术的特点与发展趋势压缩空气储能技术是一种将机械能转化为压缩空气能并存储起来,待需要的时候再释放出来的能量储存技术。
它具有以下几个主要特点。
首先,压缩空气储能技术是一种可再生的清洁能源。
压缩空气储能过程不产生污染物和温室气体,不对环境造成影响,因此被认为是一种环保的能源储存方式。
与传统能源储存技术相比,如化石能源和电池储能技术,压缩空气储能技术具有更低的环境污染和温室气体排放风险。
其次,压缩空气储能技术的储能效率较高。
相较于传统能源储存技术,如化石燃料燃烧和电池储能技术,压缩空气储能的能量转化效率较高。
在储能和释放过程中,能量损失相对较少,能够最大限度地保留能量,并实现高效能量的转化。
此外,压缩空气储能技术具有较长的寿命和较低的维护成本。
相对于传统能源储存技术,压缩空气储能设备的使用寿命较长,一般可达20年以上。
并且,由于该技术所需的设备较简单,维护成本较低,在长期运行中,其维护费用也相对较低。
另外,压缩空气储能技术具有较高的灵活性和可扩展性。
这种储能方式可以根据需求进行扩展或缩减,能够适应不同规模和不同类型的能量需求。
对于一些电力系统负荷大时段和峰值负荷需求增加时,压缩空气储能技术能够通过释放储存的压缩空气能够迅速响应需求,并稳定供电系统。
与传统燃烧式储能技术相比,压缩空气储能技术在发展中还存在一些挑战和问题需解决。
首先,压缩空气储能技术的能量转化效率相对较低。
在储存过程中,会伴随有能量损失,导致储存效率较低。
因此,需要进一步研究和发展新的技术,提高能量转化效率,降低能量损失。
其次,压缩空气储能技术在储气容器设计和材料选择上还有待改进。
当前储气容器中使用的材料还存在一些问题,如容易产生气体泄漏和腐蚀,影响储能系统的稳定性和安全性。
因此,需要进行更深入的研究,开发更高效、可靠和安全的储气容器和材料。
最后,压缩空气储能技术在经济性和商业化上仍存在一些挑战。
目前,该技术的大规模商业应用还相对较少,主要是由于成本较高和技术难度较大。
压缩空气储能 讲解
压缩空气储能讲解(原创版)目录1.压缩空气储能的定义和原理2.压缩空气储能的优缺点3.压缩空气储能的应用领域4.我国在压缩空气储能技术方面的发展5.压缩空气储能的未来发展前景正文【1.压缩空气储能的定义和原理】压缩空气储能是一种常见的能源储存方式,其基本原理是将电能转化为压缩空气的能量,以便在需要时再将压缩空气的能量转化为电能。
压缩空气储能系统主要由压缩机、储气罐、膨胀机和发电机等组成。
当电力充足时,压缩机将空气压缩储存在储气罐中;而在电力需求高峰时,膨胀机将储气罐中的压缩空气释放,推动发电机发电。
【2.压缩空气储能的优缺点】压缩空气储能具有以下优点:首先,它具有较高的能量密度,可以储存大量的能量;其次,由于空气是一种环保的介质,因此压缩空气储能具有较好的环境友好性;最后,压缩空气储能系统建设成本较低,且维护简便。
然而,压缩空气储能也存在一些缺点:首先,由于空气压缩和膨胀过程中存在能量损失,因此其能量转换效率相对较低;其次,压缩空气储能系统对储气罐的设计和材料要求较高,以防止空气泄漏;最后,压缩空气储能系统在低温环境下的性能可能会受到影响。
【3.压缩空气储能的应用领域】压缩空气储能技术在很多领域都有广泛的应用,包括电力系统、交通运输、石油化工等。
在电力系统中,压缩空气储能可以作为调峰电源,提高电网的稳定性;在交通运输领域,压缩空气储能可以作为新能源汽车的驱动能源;在石油化工等领域,压缩空气储能可以作为备用电源,保证生产的连续性。
【4.我国在压缩空气储能技术方面的发展】我国在压缩空气储能技术方面取得了显著的进展。
近年来,我国压缩空气储能项目的装机容量不断扩大,技术水平也在不断提高。
此外,我国政府还出台了一系列政策,鼓励和支持压缩空气储能技术的研究和应用。
【5.压缩空气储能的未来发展前景】随着可再生能源的快速发展和能源储存技术的需求不断增加,压缩空气储能技术在未来有着广阔的发展前景。
压缩空气储能系统技术发展和前景展望
压缩空气储能系统技术发展和前景展望华能渑池热电有限责任公司河南省三门峡市 472400(2)摘要:压缩空气储能(Compressed-Air Energy Storage,CAES)能实现电网削峰填谷,合理使用可再生能源。
文章简要介绍了各种储能技术的优缺点,阐述了CAES的基本原理和技术分类。
总结了国内外CAES的发展现状与研究进展,指出了目前CAES所面临的严峻挑战。
最后针对能源应用的发展趋势,展望了CAES 在未来智能电网与风电并网中的应用前景。
关键词:储能技术;压缩空气储能;可再生能源;智能电网1CAES 技术1.1CAES的起源1940年之前,压缩空气已广泛使用于制造业,但其用途主要局限于能量载体或者流动载体。
无论哪种用途,压缩空气均是通过消耗电能获得并在当地直接使用。
以德国为例,目前每年要消耗16 TWh的电能来生产工业用压缩空气,在德国总电能消耗中占比达到了2.5%,但压缩空气从未被确立为一种适用于公用事业能源供应的媒介。
与电、气、热这三种能源相比,压缩空气的劣势在于能量密度低、运输损失大。
到1960年,随着以核能为燃料的基荷发电技术引进,为节约能源,一个经济性的想法诞生了,即在基荷发电时将富裕的廉价电能转移到用电高峰时使用。
实现这一想法的最初途径是建立抽水储能电站,然而依赖地形条件的抽水储能不适用于多山脉地区。
1969年,对储能大容量的渴求最终促使德国在北部山区开始建立世界上第一个CAES电站,即Huntorf电站。
这片地域有着合适的地质构造和巨大的储气盐洞等天然优势。
Huntorf自1978年投入运行后至今状况良好,它在技术上的种种突破与成就至今仍深远地影响着后继的压缩空气储能电站。
1.2CAES的基本原理CAES是指利用低谷电、弃风电、弃光电等电能将空气压缩,并将高压空气密封在地下盐穴、地下矿洞、油气井或高压容器中,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动透平发电的储能方式。
它是基于燃气轮机技术提出的一种能量存储系统,但与燃气轮机工作原理明显不同的是压缩空气储能系统的压缩机和透平不同时工作。
压缩空气储能发展现状及趋势
压缩空气储能发展现状及趋势
1.1压缩空气储能的定义
压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。
压缩空气储能的形式包括传统压缩空气储能、蓄热式压缩空气储能、超临界压缩空气储能和液态压缩空气储能等。
1.2压缩空气储能的原理
压缩空气储能的原理是利用压缩空气的弹性,在压缩空气储能装置中将空气压缩成高压气体,并将其储存起来,待需要时释放出来,转化为机械能或电能。
具体来说,压缩空气储能系统由空气压缩机、储气罐、气动阀门、冷却器、控制系统等组成。
当压缩机运转时,将空气压缩到储气罐中,随着储气罐内压力的升高,空气的体积不断缩小,从而实现储能。
当需要利用压缩空气释放能量时,通过气动阀门将高压气体释放出来,经过液压缸、膨胀机等装置将其转化为机械能或电能。
压缩空气储能系统具有高效、环保、安全等优点,被广泛应用于工业生产、交通运输、能源储备等领域。
压缩空气储能技术的发展与应用
压缩空气储能技术的发展与应用近年来,随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,人们对于可再生能源的研究和应用越来越重视。
在这个背景下,压缩空气储能技术应运而生,并逐渐成为一种重要的能源储存方式。
本文将从技术发展、应用领域和前景展望等方面探讨压缩空气储能技术的发展与应用。
首先,我们来看一下压缩空气储能技术的发展历程。
早在19世纪,人们就开始尝试利用压缩空气储能来驱动机械设备。
然而,由于当时的技术限制和设备成本较高,这种技术并未得到广泛应用。
直到20世纪末,随着工业技术的进步和能源问题的日益突出,压缩空气储能技术才开始受到重视并得到了长足的发展。
如今,随着储能技术的不断创新和突破,压缩空气储能技术已经成为一种可行的能源储存方式。
压缩空气储能技术的应用领域非常广泛。
首先,它可以应用于电力系统,用于平衡电力供需之间的差异。
在电力系统中,峰谷电力差异较大,而压缩空气储能技术可以将峰谷电力转化为压缩空气能量,然后在需求高峰时释放出来,以满足电力需求。
其次,压缩空气储能技术还可以应用于交通运输领域。
目前,电动汽车已经成为一种主流的交通工具,而压缩空气储能技术可以为电动汽车提供更长的续航里程,进一步推动电动汽车的普及和发展。
此外,压缩空气储能技术还可以应用于工业生产过程中的能源回收和利用,以及建筑领域的能源供应等方面。
压缩空气储能技术的发展前景令人振奋。
首先,随着技术的不断创新和突破,压缩空气储能技术的效率将不断提高。
目前,压缩空气储能技术的能量转化效率较低,但随着技术的进步,相信在不久的将来,其能量转化效率将会大幅提升,从而更好地满足能源储存的需求。
其次,随着可再生能源的快速发展,压缩空气储能技术将成为可再生能源的重要补充。
由于可再生能源的不稳定性,压缩空气储能技术可以将多余的可再生能源储存起来,以备不时之需。
此外,压缩空气储能技术还可以与其他储能技术相结合,形成多能源储能系统,进一步提高能源利用效率。
总之,压缩空气储能技术在能源储存领域具有广阔的应用前景。
压缩空气储能工程现状、发展趋势及应用展望
压缩空气储能工程现状、发展趋势及应用展望1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍压缩空气储能工程的背景和意义,以及本文将要呈现的内容和结构。
概述部分的内容如下:在当今能源需求增长和全球气候变化的背景下,清洁能源的开发和利用成为世界各国共同关注的重要议题。
压缩空气储能工程作为一种可持续发展的能源解决方案,具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
本文将对压缩空气储能工程的现状、发展趋势以及应用展望进行全面的分析和探讨。
该文章将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将介绍压缩空气储能工程的概念并阐述其背景和重要性。
接着,我们将详细介绍文章的结构,包括各个章节的主要内容和目的。
通过这种方式,读者将清晰了解本文的整体框架和目标。
在正文部分,我们将首先深入剖析压缩空气储能工程的现状。
通过简要说明其基本原理和关键技术,我们将了解目前该领域的研究和实践成果。
在此基础上,我们将进一步探讨压缩空气储能工程的发展趋势。
特别是在可持续性发展和技术创新方面,我们将探索可能的突破和改进。
最后,在应用展望部分,我们将重点讨论压缩空气储能工程在电力行业和工业领域的潜在应用,探索其在实际生产和供能中的作用和影响。
最后,在结论部分,我们将对本文进行总结和回顾,强调压缩空气储能工程的重要性和前景。
同时,我们将展望未来,提出进一步研究和实践的建议,以推动压缩空气储能工程在能源转型中的应用。
通过本文的深入探讨和全面分析,我们希望为读者提供有价值的信息和洞察力,促进清洁能源领域的发展和进步。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容:文章结构部分主要介绍本文的组织结构和各个部分的内容安排,旨在给读者提供一个整体概览。
本文的结构如下:第一部分是引言部分,包含概述、文章结构和目的。
在概述部分,我们会介绍压缩空气储能工程的基本概念和重要性。
在文章结构部分,我们将详细介绍本文的组织结构和各个部分的内容安排。
在目的部分,我们会阐明本文的写作目的和意义。
压缩空气储能关键技术及应用展望详解
压缩空气储能关键技术及应用展望详解首先,压缩空气储能的关键技术之一是压缩空气储气罐的设计和制造。
这种储气罐必须能够承受高压和频繁的压缩和放气循环,同时具有较低的能量损失和较高的储气密度。
目前,一种称为分层储气罐的设计已经被广泛采用。
该设计将储气罐分为几个不同的层,每层之间通过隔离层进行分隔,可以提高储气密度,并减少能量损失。
第二个关键技术是压缩和放气的过程控制。
在压缩空气储能系统中,电力被用于驱动压缩机将空气压缩到储气罐中。
而在释放电力时,储气罐中的压缩空气通过燃烧燃料或膨胀机制释放出来,并通过涡轮发电机产生电力。
因此,控制压缩和放气的过程是非常重要的,它涉及到压力、温度、流量等参数的监测和控制,以确保系统的安全和效率。
第三个关键技术是热能的管理和回收。
在压缩空气储能过程中,压缩空气会产生大量的热能。
为了提高能量转化效率和减少能量损失,需要采取有效的热能管理和回收策略。
一种常见的方法是使用热回收系统来收集和利用压缩空气释放的热能,并用于供暖、热水或其他用途。
除了上述的关键技术,压缩空气储能的应用也非常广泛。
首先,它可以用于平衡电力系统的供需差异。
由于可再生能源的不稳定性,电力系统需要一种能够在高峰时段储存电力,在低谷时段释放电力的技术。
压缩空气储能正是满足这一需求的理想选择,可以更好地平衡电力系统的供需关系。
其次,压缩空气储能也可以用于微电网或离网系统。
在这些系统中,稳定的能量供应是非常关键的。
通过储存可再生能源并在需要时释放,可以有效地实现对能源的管理和利用,并减少对传统能源的依赖。
此外,压缩空气储能还可以用于交通领域。
目前,电动汽车的充电时间和里程仍然是限制其普及的主要因素之一、而采用压缩空气储能技术,可以在短时间内将空气储存为能量并快速释放,从而实现电动汽车的快速充电和远程行驶。
综上所述,压缩空气储能作为一种新兴的能量储存技术,具有巨大的潜力和应用前景。
通过加强关键技术的研发和应用,压缩空气储能有望成为未来能源系统中的重要组成部分,为能源转型和可持续发展做出贡献。
压缩空气储能 讲解
压缩空气储能讲解摘要:1.压缩空气储能简介2.压缩空气储能的工作原理3.压缩空气储能系统的组成4.压缩空气储能的优势和应用5.我国压缩空气储能的发展现状与展望正文:压缩空气储能是一种潜在的清洁、可再生的能源储存方式,其基本原理是将空气压缩储存在储气室中,当需要用电时,将压缩空气释放驱动膨胀机做功发电。
这种储能方式具有环保、低成本、高效率等优点,是未来可持续能源体系的重要组成部分。
一、压缩空气储能简介压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,简称CAES)是一种在大气压力下,利用压缩空气的能量进行储存和释放的储能技术。
其基本原理是通过压缩空气来储存能量,当需要用电时,再释放压缩空气发电。
二、压缩空气储能的工作原理压缩空气储能系统主要包括压缩、储存和膨胀三个过程。
首先,在用电低谷期,利用电能将空气压缩至高压,并将高压空气储存在储气室中。
当用电高峰期到来时,高压空气从储气室释放,驱动膨胀机做功,带动发电机发电。
三、压缩空气储能系统的组成压缩空气储能系统主要包括压缩机、储气室、膨胀机和发电机四个部分。
压缩机负责将空气压缩,储气室用于储存压缩空气,膨胀机在需要用电时将压缩空气释放,发电机则通过膨胀机驱动产生电能。
四、压缩空气储能的优势和应用压缩空气储能具有环保、低成本、高效率等优点。
首先,其原料为空气,无污染排放;其次,系统运行过程中无燃烧、无化学反应,安全性高;此外,建设成本相对较低,且储能密度较高。
因此,压缩空气储能被广泛应用于电网调峰、可再生能源并网等领域。
五、我国压缩空气储能的发展现状与展望近年来,随着可再生能源的快速发展,我国压缩空气储能技术也取得了显著进展。
我国已经成功研发了具有自主知识产权的压缩空气储能系统,并已开展了多个示范项目。
然而,相较于国际先进水平,我国压缩空气储能技术在系统效率、规模等方面仍有一定差距。
压缩空气储能技术发展现状与应用前景
本文主要介绍 C A E S的基本原理、 运行特性和 系统 分类 ,对 国 内外 较 成 熟 的 系统 进 行 分 析 与 对 比 ,概述 了国 内外 学者 与机 构 在过 去近 十年 的一 些
研 究工 作 ,最 展 前 景进 行 了
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、
足大规模的新能源开发与利用 。如何高效、安全、 经济地消纳并利用新能源是一个全球性技术难题 。
储 能方式 机 械 种类 抽 水储 能 飞 轮储 能 电磁 储 能 超 导 磁储 能 超 级 电容器
储 气室 中 ;在释 能 时 ,高压 空气 从储气 室释 放 ,进 入 燃气 轮机 中的燃烧 室 同燃料 一起燃 烧后 ,驱 动透
0 引言
储 能技 术具 有对 功率 和 能量 的时 间迁移 能 力 ,应 用 于 电力 系统 ,将打 破 电能 生产 、输送 与 消费必 须 同 步完 成 的传 统模 式 。
大 规 模 开 发 可 再 生 能源 已成 为全 球 范 围 的 重 要 能源战略之一。较之常规能源,可再生能源的污
简要介绍 了各种储能技术的优缺点 ,阐述 了 C A E S的基本原理和技术分类 。总结 了国内外 C A E S的发展 现 状与研究进展 ,指 出了目前 C A E S所 面临的严 峻挑 战。最后 针对能源应用的发展趋势 ,展望 了 C A E S在 未 来智能电网与风电并网中的应用前景 。 关键词:储 能技术 压缩空气储能 可再生能源 智能 电网
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能量 密度 较低 运行 维 护费用 高 成 本较 高 相 变过 程 中变形 、潜 热下 降
压缩空气储能市场发展趋势
压缩空气储能市场发展趋势以压缩空气储能市场发展趋势为题,本文将从技术进步、市场规模、应用领域和政策支持四个方面探讨压缩空气储能市场的发展趋势。
一、技术进步方面随着科技的不断进步,压缩空气储能技术也在不断创新和改进。
首先是压缩机技术的提升,压缩机的效率和稳定性逐渐得到改善,使得储气效果更好。
其次是储气罐的设计优化,采用新材料和新结构,提高储气罐的压力容纳能力和安全性。
此外,控制系统的智能化程度也在不断提高,使得压缩空气储能系统更加稳定和可靠。
二、市场规模方面随着能源需求的增长和可再生能源的普及,压缩空气储能市场呈现出良好的发展前景。
根据市场研究机构的数据显示,预计到2025年,全球压缩空气储能市场规模将达到数十亿美元。
尤其是在能源储备和电力调节领域,压缩空气储能将成为重要的能源储备技术。
三、应用领域方面压缩空气储能技术在应用领域具有广阔的前景。
首先是电力系统中的应用,压缩空气储能可以用于电力储备和调峰,解决可再生能源的波动性和间歇性问题。
其次是交通运输领域,压缩空气储能可以应用于汽车、火车等交通工具,提高能源利用效率和减少环境污染。
此外,压缩空气储能还可以广泛应用于工业生产、建筑能源管理和能源供应等领域。
四、政策支持方面政府的政策支持对于压缩空气储能市场的发展至关重要。
目前,许多国家和地区已经出台了支持可再生能源和能源储备的政策和法规。
这些政策包括补贴政策、税收优惠、产业扶持等,为压缩空气储能市场的发展提供了有力的支持和保障。
同时,政府还可以加大对压缩空气储能技术研发和示范项目的支持力度,推动该技术的商业化应用。
压缩空气储能市场在技术进步、市场规模、应用领域和政策支持等方面都呈现出积极的发展趋势。
随着科技的不断突破和政策的积极推动,相信压缩空气储能将在未来的能源领域中发挥越来越重要的作用,为可持续发展做出积极贡献。
压缩空气储能关键技术及应用展望
压缩空气储能关键技术及应用展望
要求有自己的理解
超压空气储能技术是指在高压下利用空气的体积变化形成的能量存储技术,是一种具有代替化学能量存储、电能存储以及传统空气能存储的革命性的新能源储存技术。
它是基于恒定容积式的输入和输出,通过利用在超压状态下空气的体积变化,利用压缩机将空气密封存储在容器里,以形成高压空气储能系统(Air-based Pressure Energy Storage,APES)。
此外,超压空气储能系统可以提供多种功能,包括降压、调压、调温和调节能量的储存和供应,及其他多功能性能的调节。
超压空气储能系统的设计具有高效性,简单、可控性强、成本低,可作为一种可再生的可持续发展能源储存技术应用于多种场景。
超压空气储能技术主要用于实现空气能源的综合利用,同时也可以用于提高空间节能的效率。
它可以将低压空气压缩到高压状态,以储存和利用空气能源,可帮助用户解决暖通空调系统节能减排和节能改造问题。
另外,也可以作为混合式无功补偿,提高电网的稳定性,减少电网的负荷变化,缓冲电网高峰需求,缩短负荷变化所需的时间,从而节省能源、降低成本。
从长远来看,超压空气储能技术的实施将会。
压缩空气储能技术现状与发展趋势
压缩空气储能技术现状与发展趋势一、本文概述压缩空气储能技术是一种新型的储能方式,通过将空气压缩并存储在地下洞穴或容器中,在需要时再通过释放压缩空气来驱动发电机进行发电。
这种技术以其环保、高效、长时储能的特性,正在全球范围内引起广泛关注和研究。
本文旨在全面梳理压缩空气储能技术的现状,包括其技术原理、应用领域、主要挑战等,并探讨其未来的发展趋势。
我们将从技术进步、政策支持、市场应用等多个角度进行深入分析,以期为该领域的研究者、从业者及投资者提供有价值的参考。
我们将先介绍压缩空气储能技术的基本原理和主要特点,阐述其在能源储存领域的独特优势。
接着,我们将回顾该技术的发展历程,分析其在全球范围内的应用现状,以及在国内的发展状况。
然后,我们将重点讨论压缩空气储能技术所面临的主要技术挑战和市场挑战,如储气库的建设、系统的能效提升、成本降低等问题。
在此基础上,我们将展望压缩空气储能技术的未来发展趋势。
随着技术的不断进步,我们可以期待压缩空气储能系统的效率提升、成本下降,使得这一技术在更广泛的领域得到应用。
随着全球对可再生能源和环保的重视,压缩空气储能技术作为一种绿色储能方式,将有望在能源领域发挥更大的作用。
我们将对压缩空气储能技术的发展前景进行展望,并提出一些建议和策略,以促进该技术在我国乃至全球的发展。
我们相信,通过科研人员的持续努力和政策的支持,压缩空气储能技术将迎来一个更加辉煌的未来。
二、压缩空气储能技术原理及分类压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage,CAES)技术是一种基于空气动力学的储能方式,通过利用过剩的电能将空气压缩并存储于地下洞穴、过期油气井或人工建造的大型储气设施中,在需要时再通过释放压缩空气驱动发电机发电,从而实现电能的存储和释放。
压缩空气储能技术的原理主要基于能量守恒定律。
在储能阶段,通过电力驱动的压缩机将空气压缩至高压状态,并存储在储气设施中。
在释能阶段,高压空气从储气设施中释放,通过膨胀机或透平机驱动发电机进行发电,将存储的空气压力能转换为电能。
浅谈压缩空气储能技术的应用前景
浅谈压缩空气储能技术的应用前景摘要:近年来,在化石能源危机和减少环境污染的背景下,新能源作为重要发展战略之一,得到了大规模的推广和应用。
但风能、太阳能等新能源具有波动性和随机性,对电力系统安全稳定性会造成影响。
同时,用电峰谷差值日益明显,储能技术是解决此类问题的有效途径。
与抽水蓄能、电化学储能等其他储能技术相比,压缩空气储能技术有独特的优势,发展潜力巨大,有着广阔的应用前景。
1储能方式简介按照技术的不同,电力储能可分为机械、电磁和电化学等类别,具体包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅酸电池、钠硫电池、锂电子电池等。
其中抽水蓄能、压缩空气储能单机规模可达百兆瓦以上,适合在大规模电力储能的应用,而且均已投入商业应用。
抽水蓄能技术容量大,能量释放时间可达几天,技术成熟,转化效率较高,实际应用也最为广泛。
但抽水蓄能技术需要建设不同高度的两个水库,这对厂址选择提出了很高的要求,且建设周期长,基建成本高。
压缩空气储能技术与抽水蓄能技术在规模上相当,同样适用于大容量、大规模的电站规模。
但压缩空气的基建成本和运行成本较低,而且在选址上限制更少,大规模的储能电站最合适的是利用地下矿井或洞穴,而规模较小时则可采用地上储罐的方式,方便灵活,易于选址 [1-3]。
压缩空气储能系统主要包含压缩机、储气室和膨胀机三大主要部件及其他辅助系统组成。
压缩空气储能按运行原理可分为补燃式和非补燃式。
补燃式为储气室中的压缩空气进入燃烧室与燃料混合燃烧,推动透平做功带动发电机发电。
补燃式是和燃气轮机相似的技术,不同点在于压缩机和透平不同时工作。
非补燃式压缩空气储能是不利用外来燃料,采用压缩热来加热进入膨胀机的空气,提高入口参数。
可见,非补燃式压缩空气系统不依赖外来燃料,且可利用压缩热和排汽对外供热和供冷,从而实现冷热电三联供。
2压缩空气储能的发展世界上第一座投入商业运营的压缩空气储能电厂是1978年德国北部建成的Huntorf电厂,并运营至今。
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英国:2012年启动一个350kW的试验性项目,液态空气储能(研究中)
预计试运行时间:2015年 储能容量:15 MWh 输出功率:5 MW 系统效率:暂无数据
大容量高效低温蓄冷器是其技术难点
12 / 59ຫໍສະໝຸດ 德国:ADELE先进绝热压缩空气储能(研究中)
1.2 大规模储能技术的对比
抽水蓄能 • 优势:大功率,大容量,低成本 • 劣势:场地要求特殊
电池储能 • 优势:高能量密度,高效率 • 劣势:寿命限制,环保约束
压缩空气储能 • 优势:大功率,大容量 • 劣势:空气能量密度低,常规CAES 需要天然气补燃
抽水蓄能、电池储能均存在若干局限性,非补燃压缩空气储能(NSF-CAES,nonsupplementary fired Compressed Air Energy Storage)是智能电网的可行选择
目前,我国还没有投运的压缩空气储能电站。
名称
国 容量(MWh) 功率等级(MW)
储气装置
效率(%)
用途
Huntorf 德 Mcintosh 美 PGECAU 美
ATK 美 Texas 美 Apex 美 SustainX 美 NextGen 美 Highview 英 Adele 德
580 2860 3000 0.06 500 33285 1.5 40.5 2.45 1000
heating
network 智能 传感器
分布式储能
热泵/分布式热电联供
智能 传感器
微型风力发 电机
屋顶光伏
需求侧管理
暖通系统动态 控制
小型储能
插电式混合动力车
储能技术广泛应用于未来智能电网以及能源互联网建设的发电、输电、配电、用电4 大环节,尤其是大规模储能技术是实现构建坚强智能电网的关键之一。
大规模物理储能技术主要是抽水蓄能(受地形、水资源限制)和压缩空气储5能/ 59
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1.1 大规模储能技术的研究意义
并网可再 生能源
燃料
排放控制
燃煤(气) 火电厂
氢能发电
核电
生物质能
集中式电 网储能
相邻电网的 HVDC互联
FACTS
智能 变电站
水电
智能 变电站
FACTS
分布式风 力发电
变电站
煤、天然气、氢、生物 质等的燃料运输网络
屋顶光伏
智能计量 计费
CHP/ district
系统效率: 46%(含天然气补燃 ) 19%(去除天然气补燃)
每次发电消耗天然气:10万立方米
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美国:1991年,建成了世界上第二个商业性的CAES电厂——McIntosh
储气方式:地下洞穴 发电容量:110MW 压缩时间:41小时 发电时间:26小时
系统效率:54%(含天然气补燃) 20%(去除天然气补燃)
290 110 300 0.08
1 317 1.5
9 0.35 200
矿洞31万m3 岩盐层28.3万m3
地下储罐 储气罐 岩洞 岩洞 储气罐 储气罐 储气罐 储气罐
42 54 涉密 涉密 涉密 建设中 建设中 建设中 建设中 建设中
调峰、调频、旋转备用、黑启动 调峰、调频、旋转备用
调峰、调频、旋转备用、平滑可再生能源 电气票据管理、施工现场供电 平滑可再生能源
聚纳新能源 • 提高聚纳大规模风力发电和光伏发电系统的能力
削峰填谷 • 在负荷低谷时吸纳多余发电能力,并在高峰时向 电网馈电
增加旋转备用 • 可等效为功率和电压均可调的同步发电系统,且 响应迅速
弃风电力供暖 • 利用CAES的冷热电三联供,通过存储弃风电, 来进行供暖
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全世界范围内投运或在建的压缩空气储能电站共10处(投运5处,在建5处), 装机容量1.26GW(投运435MW, 在建825MW)。
平滑可再生能源、调频、黑启动、爬坡支撑 平滑可再生能源、爬坡支撑、输电阻塞缓解、备用 调峰、调频、旋转备用、平滑可再生能源、黑启动
调峰、调频、旋转备用、平滑可再生能源 调峰、供电
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德国:1978年,建成了世界上第一个商业性的CAES电厂——Huntorf
储气方式:地下洞穴 装机容量:290MW 储气体积:31万m3 充气时间:8小时 发电时长:2小时
压缩空气储能关键技术 及应用展望
梅生伟 清华大学电机系 电力系统国家重点实验室 2015年12月8日
一、研究背景 二、研究现状 三、压缩空气储能系统(TICC500 ) 四、应用前景展望
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1.1 大规模储能技术的研究意义
国家战略需求:大规模可再生能源持续开发和利用
现状与挑战
中国风电、光伏装机容量世界第一 八大风电基地,在世界上:
“十二·五”规划中明确指出
“适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求,加快现代电网体系建 设,进一步扩大西电东送规模,完善区域主干电网,发展特高压等大容量、 高效率、远距离先进输电技术,依托信息、控制和储能等先进技术,推进 智能电网建设,切实加强城乡电网建设与改造,增强电网优化配置电力能 力和供电可靠性。”
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1.2 大规模储能技术的对比
压缩空气储能 优点
• 不受地理条件限制 • 无资源约束,工作介质为空气 • 环境友好 • 寿命长,设计寿命大于40年 • 冷-热-电三联供,综合效率高
不足
• 储能密度低 • 需要巨大的储气室,选用地下洞穴储气,选址困难
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1.3 压缩空气储能的作用
非补燃CAES,利用绝热压缩,将空气压缩至高温高压,回收利用高温压缩热。
设计储能容量:360MWh 设计输出功率:90MW 系统理论效率:70%
高温压缩(压缩机出口温度600℃以上) 高温储热,技术难度大
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韩国:2011年开始建设内衬岩石洞室储气的补燃式CAES(研究中)
• 并网规模最大 • 输送距离最远 • 电压等级最高
风光电源随机波动性强 年可用风速3000小时,实际利用率
仅为1900小时/年
亟需开展大规模储能技术研究
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1.1 大规模储能技术的研究意义
构建坚强的智能电网是我国未来电网的发展方向
1、实现新能源的规模接入 2、提高电网的输送能力和电网的稳定性 3、保障供电安全性、可靠性 4、实现高度信息化、自动化、互动化