压缩空气储能.pptx

压缩空气储能压缩空气储能概述压缩空气储能热力学基础先进绝热压缩空气储能压缩空气储能热力学分析压缩空气储能应用案例总结与展望

3.1压缩空气储能概述3.1.1压缩空气储能基本概念压缩空气储能系统，就是采用压缩空气作为能量载体，实现能量存储和跨时间、空间转移和利用的一种能源系统，主要可以分为储能和释能两个基本工作过程：储能时，电动机驱动压缩机由环境中吸取空气将其压缩至高压状态并存入储气装置，电能在该过程中转化为压缩空气的内能释能时，储气装置中存储的压缩空气进入空气透平中膨胀做功发电，压缩空气中蕴含的内能和势能在该过程中重新转化为电能压缩空气储能系统基本原理示意图

3.1压缩空气储能概述3.1.2压缩空气储能的作用大功率储能单机功率可达数百兆瓦，并且可在实际运行过程中实现功率的实时调整长周期储能可实现日调度、周调度甚至季调度的长周期储能长时间供电可通过调整输出功率实现长时间供电多能联储多能联供多能联储联供能力，可与光热、地热、工业余热结合，作为清洁能源系统能量枢纽压缩空气储能系统应用场景

3.1压缩空气储能概述3.1.3压缩空气储能分类及技术路线3.1.3.1压缩空气储能分类压缩空气储能系统一般分类

3.1压缩空气储能概述3.1.3压缩空气储能分类及技术路线3.1.3.2补燃式压缩空气储能工作原理借鉴燃气动力循环，在压缩空气储能系统膨胀机前设置燃烧器，利用天然气等燃料与压缩空气混合燃烧，以提升空气透平膨胀机进气温度技术特点结构简单，技术成熟度高、设备运行可靠、投资成本低，具有较长的使用寿命，具备与燃气电站类似的快速响应特性；在当前大力发展绿色能源、控制碳排放量的大背景下，碳排放已成为其最大弊端补燃式压缩空气储能系统

3.1压缩空气储能概述3.1.3压缩空气储能分类及技术路线3.1.3.3绝热式压缩空气储能工作原理通过提升压缩机单级压缩比获得较高品位的压缩热能并存储起来；释能过程中，利用储存的压缩热加热透平膨胀机入口空气，实现无需补充燃料的压缩空气储能。根据储热温度不同，可分为高温(400℃)和中温(400℃)两个技术路线技术特点高温绝热压缩空气储能超高温压缩和高温固体蓄热技术存在技术瓶颈，难以实现；中温绝热压缩空气储能关键设备技术成熟、成本合理，系统稳定性、可控性较强，具备多能联储、多能联供的能力，易于实现工程化应用高温绝热压缩空气储能系统中温绝热压缩空气储能系统

3.1压缩空气储能概述3.1.3压缩空气储能分类及技术路线3.1.3.4等温式压缩空气储能工作原理采用准等温过程实现空气压缩和膨胀。压缩过程中实时分离压缩热能和压力势能，使压缩空气不发生较大的温升；在膨胀过程中，实时将存储的压缩热能回馈给压缩空气，使压缩空气不发生较大的温降技术特点等温压缩空气储能优点是系统结构简单、运行参数低，但其装机功率一般较小，储能效率较低，等温的压缩过程和膨胀过程也难以实现，仅适用于小容量的储能场景等温压缩空气储能系统

3.1压缩空气储能概述3.1.3压缩空气储能分类及技术路线3.1.3.5复合式非补燃压缩空气储能工作原理太阳能光热、地热和工业余热均可满足压缩空气储能系统膨胀过程中的加热需求，这种通过多种能源系统复合实现非补燃压缩空气储能的系统称为复合式压缩空气储能系统，其工作原理与绝热式压缩空气储能类似技术特点复合压缩空气储能系统具有较强的多能联储、多能联供的能力，可以实现多种能量形式的储存、转换和利用，满足不同形式的用能需求，提升系统能量综合利用效率复合式压缩空气储能系统光热复合式压缩空气储能系统

3.1压缩空气储能概述3.1.3压缩空气储能分类及技术路线3.1.3.6深冷液化空气储能工作原理深冷液化空气储能在压缩、膨胀和储热方面与绝热式压缩空气储能类似，所不同的是，液态空气储能增加了蓄冷系统，其包括储能过程中空气的冷却、液化、分离、储存和释能过程中空气的气化技术特点最大的优点是空气以常压液态形式储存，储能密度高，可大大减少储气系统的容积，减少电站对地形条件的依赖。但由于增加蓄冷系统，导致系统结构更为复杂深冷液态空气储能系统深冷液态空气储能试验系统

3.2压缩空气储能热力学基础3.2.1热力学第一定律热力学第一定律(能量守恒定律)热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与其他形式的能量互相转换，在上述传递或转换过程中，能量的总量保持不变。对于闭口系统，热力学第一定律数学表达式为?式中，dE为系统总能的变化，δQ为系统由外界吸收热量与向外释放热量之差，δW为系统向外界做功与外界向系统做功之差；对于一个热力系统，其内部能量E由系统内部物质的内能U、宏观的动能Ek和重力势能Eg组成，即??

3.2压缩空气储能热力学基础3.2.1热力学第一定律体积功边界上某一微元面积δ