一種低壓縮比的海底壓縮空氣儲能裝置的製作方法

2023-06-01 22:03:21

本發明涉及一種壓縮空氣儲能裝置，具體涉及一種低壓縮比的海底壓縮空氣儲能裝置，屬於壓縮空氣儲能技術領域。

背景技術：

儲能是指通過介質或設備把能量存儲起來，在需要時釋放出來的過程。儲能技術是解決可再生能源大規模介入和棄風棄光問題的關鍵技術；是分布式能源、智能電網、能源網際網路發展的必備技術；也是解決常規電力削峰填谷，提高常規能源發電效率與輸電效率、安全性和經濟性的重要支撐技術。儲能技術可以提高清潔能源發電比率，進而實現化石能源清潔高效利用，有效減少汙染物的排放，對霧霾環境問題的治理和改善人居環境將起到極大的推動作用。同時儲能技術的發展關係到能源、交通、電力等多個重要行業的發展，尤其在當今能源大環境下，儲能能夠突破傳統能源模式時間與空間的限制，其重要作用日益凸顯，已經成為主要發達國家競相發展的戰略新興產業。

常見的儲能技術有：抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導儲能、鉛酸電池、鋰電池、液流電池及超級電容器等。壓縮空氣儲能系統的原理是在用電低谷將空氣壓縮並存於儲氣室中，是電能轉化為空氣的內能存儲起來；在用電高峰，高壓空氣從儲氣室釋放驅動透平發電。壓縮空氣儲能系統已經是成熟的商業化技術，而飛輪儲能、超導儲能以及其他儲能方式都是由於成本非常高還在實驗室階段，由於壓縮空氣的壓縮比較高，在壓縮過程中會產生大量的熱量，這使得儲能電到電的效率非常低，從而限制了氣儲能的廣泛使用。

技術實現要素：

在下文中給出了關於本發明的簡要概述，以便提供關於本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本發明的窮舉性概述。它並不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。

鑑於此，本發明針對現有技術中由於壓縮空氣的壓縮比較高，在壓縮過程中會產生大量的熱量，這使得儲能電到電的效率非常低，從而限制了氣儲能的廣泛使用的問題，進而提供的一種低壓縮比的海底壓縮空氣儲能裝置，該低壓縮比的壓縮空氣儲能系統由於壓縮比較低，發熱量相對少很多，不需要中間繁複的蓄熱裝置，減少了很多成本、提高了效率、增強了可靠性。

本發明提供了一種低壓縮比的海底壓縮空氣儲能裝置，包括低壓儲氣室、低壓輸氣管道、空氣壓縮機、風力蝸輪機、高壓輸氣管道和高壓儲氣室；壓縮空氣儲能裝置沉入海底，所述低壓儲氣室與高壓儲氣室之間連接有低壓輸氣管道和高壓輸氣管道，所述空氣壓縮機安裝在高壓輸氣管道上，所述風力渦輪機安裝在低壓輸氣管道上，採用空氣壓縮機將低壓儲氣室內的空氣壓縮通過高壓輸氣管道送入高壓儲氣室，採用風力渦輪機將高壓空氣能轉化為電能，高壓空氣經過風力渦輪機變為低壓空氣，經過低壓輸氣管道進入低壓儲氣室。

進一步地：所述低壓儲氣室和高壓儲氣室均採用pvc橡膠柔性材料。這樣可以保持一定深度下水的靜壓和空氣壓力相同，維持空氣壓力恆定不變；同時降低了儲氣室的高昂費用。

進一步地：所述高壓輸氣管道和低壓輸氣管道均採用不鏽鋼管道。這樣設計起耐壓防腐蝕的作用，在條件惡劣的海底保持系統的穩定運行。

有益效果：

與傳統的壓縮空氣儲能相比本發明採用「低壓儲氣室」和「高壓儲氣室」兩個儲氣室可以極大地降低空氣壓縮時的發熱量，省去了複雜的蓄熱設備，提高壓縮空氣儲能的效率；利用海水靜壓維持空氣壓力不變，不需要進行壓力調節，省去了冗餘壓力調節設備，最終達到很好的「削峰填谷」的效果。同時減少了很多成本、增強了可靠性。

附圖說明

圖1為本發明實施例所述的一種低壓縮比的海底壓縮空氣儲能裝置的結構示意圖；

圖中：1、海洋截面2、低壓氣儲氣室3、低壓輸氣管道4、空氣壓縮機5、風力渦輪機6、高壓輸氣管道7、高壓儲氣室。

具體實施方式

在下文中將結合附圖對本發明的示範性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中並未描述實際實施方式的所有特徵。然而，應該了解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定於實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，並且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常複雜和費時的，但對得益於本發明公開內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的任務。

在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關係不大的其他細節。

實施例：一種低壓縮比的海底壓縮空氣儲能裝置，包括低壓儲氣室2、低壓輸氣管道3、空氣壓縮機4、風力蝸輪機5、高壓輸氣管道6和高壓儲氣室7；壓縮空氣儲能裝置沉入海底，所述低壓儲氣室2與高壓儲氣室7之間連接有低壓輸氣管道3和高壓輸氣管道6，所述空氣壓縮機4安裝在高壓輸氣管道6上，所述風力渦輪機5安裝在低壓輸氣管道3上，採用空氣壓縮機4將低壓儲氣室2內的空氣壓縮通過高壓輸氣管道6送入高壓儲氣室7，採用風力渦輪機7將高壓空氣能轉化為電能，高壓空氣經過風力渦輪機7變為低壓空氣，經過低壓輸氣管道3進入低壓儲氣室2。

更具體地：所述低壓儲氣室2和高壓儲氣室7均採用pvc橡膠柔性材料。這樣可以保持一定深度下水的靜壓和空氣壓力相同，維持空氣壓力恆定不變；同時降低了儲氣室的高昂費用。所述高壓輸氣管道6和低壓輸氣管道3均採用不鏽鋼管道。這樣設計起耐壓防腐蝕的作用，在條件惡劣的海底保持系統的穩定運行。

本實施例：

1)使用pvc橡膠柔性儲氣室降低了儲氣瓶的高昂費用；

2)利用海水靜壓保持壓縮空氣壓力恆定，去除穩壓裝置，提高系統穩定性；

3)利用高壓儲氣室和低壓儲氣室之間低倍壓縮空氣儲能從而降低壓縮倍數從而減少發熱，提高壓縮空氣儲能的系統效率。

工作方式：首先將一定量的空氣通過空氣壓縮機送進低壓儲氣室，保證兩個儲氣室內有一定量的空氣，之後空氣只在低壓儲氣室和高壓儲氣室內循環，不需要和外界大氣互通。用電低谷時(通常夜間凌晨到白天7:00)或者太陽能發電尖峰時段，富裕的電力通過「一種低圧縮比的海底壓縮空氣儲能器」中空氣壓縮機將低壓空氣轉化為高壓空氣並從「低壓儲氣室」運輸到「高壓儲氣室」內，這樣就把電能存儲在空氣分子之間的勢能裡。在用電高峰的時候(夜間5:00到12:00)高壓空氣推動風力渦輪機從而帶動發電機發電，這樣存儲起來的電能就被釋放出來，補足用電高峰時所需要的電能。

雖然本發明所揭示的實施方式如上，但其內容只是為了便於理解本發明的技術方案而採用的實施方式，並非用於限定本發明。任何本發明所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本發明所揭示的核心技術方案的前提下，可以在實施的形式和細節上做任何修改與變化，但本發明所限定的保護範圍，仍須以所附的權利要求書限定的範圍為準。