压缩空气储能的热量处理方式有哪些？

2023-03-20 18:15

来源： OFweek储能网

压缩空气储能是一种利用压缩空气来储存能量的新型储能技术，它的原理非常简单，就是将空气压缩以后存储起来，然后需要发电的时候让压缩空气推动发电机工作。

压缩空气储能的原理很简单，就是将多余的电能存储在压缩空气当中。但是我们都知道一个常识：压缩空气的时候，空气的温度会升高，如果这些热量散失掉就会白白浪费能量，降低储能效率，并且还可能会导致设备损坏。

另外当压缩空气用来发电的时候，因为空气膨胀会吸收热量，从而导致温度降低，如果不采用加温措施补充额外的热能，那么膨胀后的空气温度会低很多。

所以压缩空气储能的重点就是如何保证空气在压缩和膨胀阶段的温度变化问题。根据压缩空气储能的热量处理方式的不同，压缩空气储能可以分为以下几类：

1、绝热压缩空气储能

这种压缩空气储能方式是将压缩空气产生的热能储存在各种介质当中，比如是混凝土、石头等，也可以是热油（最高温可以达到300℃）或者熔盐溶液（最高温600℃）。这种方式能够将压缩空气储能的效率提升到65%~70%。

2、非绝热式

非绝热式储能将中间冷却器的大部分压缩热（从而接近等温压缩）作为废热散发到大气中，基本上浪费了用于执行压缩功的能量。从压缩空气储能中获取能量后，压缩空气的温度是该空气中剩余的存储能量的一个指标。因此，如果能量回收过程的空气温度较低，则空气必须在涡轮机中膨胀之前充分再加热以驱动发电机。这种再加热可以通过实用的天然气燃烧器来完成级存储或用加热的金属块。由于当可再生能源处于静止状态时通常最需要回收，因此必须燃烧燃料以弥补浪费的热量。这会降低存储恢复周期的效率。虽然这种方法相对简单，但燃烧燃料会增加回收电能的成本，并损害与大多数可再生能源相关的生态效益。然而，这是迄今为止唯一已在商业上实施的系统。

3、等温压缩储能

等温压缩和膨胀方法试图通过与环境的恒定热交换来维持工作温度。在往复式压缩机中，这可以通过使用带翅片的活塞[11]和低循环速度来实现。当前有效热交换器面临的挑战意味着它们仅适用于低功率水平。等温储能的理论效率接近100%，可以完美地将热量传递到环境中。实际上，这些完美的热力学循环都无法获得，因为一些热损失是不可避免的，从而导致接近等温的过程。

4、近等温压缩储能

近等温压缩（和膨胀）是一种气体在非常接近大的不可压缩热质量（例如吸热和释放结构(HARS)或喷水）的情况下被压缩的过程。HARS通常由一系列平行的翅片组成。当气体被压缩时，压缩热迅速传递到热质量，因此气体温度稳定。然后使用外部冷却回路来维持热质量的温度。等温效率(Z)是过程位于绝热过程和等温过程之间的量度。如果效率为0%，则它是完全绝热的；效率为100%，它是完全等温的。通常，对于接近等温的过程，可以预期90-95%的等温效率。