壓縮空氣電能儲能裝置的製作方法

2023-04-24 15:16:01

專利名稱：壓縮空氣電能儲能裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電能存儲領域，尤其是屬於大容量電能存儲領域。
背景技術：
當今世界對於電能存儲的技術有兩大類，物理方法和化學方法，其中物理方法包括機械能和電磁場能儲能，其中機械能儲能主要包括抽水儲能、壓縮空氣儲能或飛輪儲能， 化學方法包括用法拉第準電容、蓄電池儲能或氫儲能。.不論是物理方法還是利用化學方法，在大容量的電能存儲方面都存在很大困難， 其中只有抽水儲能和壓縮空氣儲能已經在有的國家做了一些嘗試。目的是解決當今世界上電能供需矛盾問題。由於電力生產具有產、供、用同時發生並同時完成的特點，日間負荷和季間負荷，均有一定變化規律，電網調度中心時刻監督並指揮著網上運行的各種不同機組的帶負荷情況，在用電尖峰時段，可能由於開機方式小，造成頂峰電量不足；而在用電低谷時段，電網中反而存在一些電量浪費，例如風力發電機組的棄風現象。如果把這部分電能存儲起來，在用電高峰到來的時候，再把這部分電能拿來補充電量不足，可實現電網運行中的削峰添谷作用。抽水儲能電站，早在19世紀90年代在義大利和瑞士得到應用，是當今大規模解決電網調峰很好途徑。在技術上也是很成熟可靠。它的存儲容量可以很大，僅受水庫庫容的限制，其缺點是受地理條件的限制，必須有足夠勢能的上下兩個高低水庫，在抽水和發電兩個過程當中都有相當數量的能量損失，還有一個缺點是這個電站都遠離用電負載中心，送變電也要有一定能量損失。壓縮空氣儲能20世紀50年代提出的，目前只有德國和美國等少數國家應用。叫 CAES電站。這裡和抽水電站不同的就是把水庫用儲氣罐代替，把環境的空氣用空氣壓縮機壓縮存儲到儲氣罐中，然後利用壓縮空氣驅動氣動馬達或氣輪機，氣動馬達或氣輪機驅動發電機發電，存儲壓縮空氣的「儲氣罐」的場所大多是利用密封的山洞或廢舊礦井。現在所知道的壓縮空氣蓄能的方法存在以下幾個方面的問題1)存儲地點選擇集中，規模龐大，投資很大，對於高壓氣體密封處理有一定的困難；2)由於過於集中，所以送變電過程中有一定的能量損耗。 發明內容本實用新型提供一種壓縮空氣電能儲能裝置，以解決壓縮空氣蓄能存在的存儲地點選擇集中、規模龐大、過於集中使送變電過程中有一定的能量損耗的問題。本實用新型採取的技術方案是電動機與空氣壓縮機連接，空氣壓縮機通過輸氣管與儲氣罐連接，該儲氣罐分別通過控制閥門與氣動馬達連接，該氣動馬達與發電機連接。本實用新型所述的儲氣罐結構是儲氣罐的外表面貼附聚氨酯保溫板，太陽能熱水器通過循環水泵與位於儲氣罐內部的換熱器連接，換熱器緩衝隔板與換熱器連接。[0012]本實用新型的儲氣罐放置在地下。有益效果本實用新型有以下幾點特點1)本專利所應用的設備都是通用設備，其中空氣壓縮機、電動機、氣動馬達、電控櫃都是技術成熟廣泛應用的通用設備，投資成本低、運行技術簡單，運行不消耗材料所以運行成本低，維修簡單，零部件互換性強。2)本專利應用的是化整為零的方法實施，尤其是用電單位可以利用這套設備，在用電低谷的時候，靠時鐘自動啟動空氣壓縮機，壓縮蓄能，當用電高峰到來之前，自動切換到發電狀態，併網運行補充電能。對於風力發電企業，利用本專利產品在電網吸納風電負荷困難的時段，啟動儲能設備將本時段風能轉換成壓縮空氣的勢能存儲起來，待到電網低谷過後再轉換成電能釋放到電網使用，減少風電發生棄風，提高風電設備利用率。3)解決了用電低谷時段電能的浪費，其經濟效益十分明顯。4)可以在用電低谷較多的地區分散設立組成一個網絡共同建立，避免大型化，這樣可以避免投資過大，逐漸形成一個很大的存儲電能的巨大存儲網絡，這樣做的另一個優點是局部出現故障維修，不能影響整個系統的正常運行。根據本專利的特點，本專利的用途基本上包括其一是可以利用本專利在一個用電緊張的單位，組裝一套本專利的設備，在電網低谷時段啟動壓縮蓄能，電網尖峰時段啟動開始發電，利用低谷電價時段的電能供尖峰時段使用，在峰谷電價差額下求得的經濟效益； 其二是在風力發電企業安裝一定規模的空氣壓縮儲能裝置，在風力豐沛季節和時段內，由於電網消納風電能力限制，例如受供熱影響，受風電佔電負荷比例高影響，將風能轉換成壓縮空氣存儲起來，條件具備時再釋放出來，可以提高風力發電清潔能源的利用率；其三是當風力發電站周圍形成規模本專利產品後，將徹底改變風力發電設備在電網中的發電運行特性，由原來的隨風而動，變成了電負荷隨時可調整控制的隨需而動，電網調度中心對風電負荷的掌控由被動變成主動；以棄風求穩定變成了穩定高效經濟運行模式；如果這個方法推廣應用，將對涉風電網系統的安全穩定和經濟運行起到風電發展歷史轉折點的作用。

圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型儲氣罐的結構示意圖。
具體實施方式
電動機1與空氣壓縮機2連接，空氣壓縮機通過輸氣管3與儲氣罐4連接，該儲氣罐分別通過控制閥門5與氣動馬達6連接，該氣動馬達與發電機7連接。本實用新型所述的儲氣罐結構是儲氣罐4的外表面貼附聚氨酯保溫板8，太陽能熱水器9通過循環水泵10與位於儲氣罐內部的換熱器11連接，換熱器緩衝隔板12與換熱器11連接。本實用新型的儲氣罐放置在地下。利用低谷時段電能驅動電動機1帶動空氣壓縮機2空氣壓縮機把環境中的空氣進行壓縮，通過管道送到儲氣罐4中存儲，用電高峰到來的時候控制閥門5打開，驅動氣動馬達6，氣動馬達帶動發電機發電，發出的電能併網送給用戶。 利用太陽能輻射能量的熱水器對壓縮空氣進行加熱，該加熱器設計還可以回收空氣壓縮過程中產生的熱量並適當存儲，待需要時釋放給儲氣罐可提高壓縮空氣的壓力，進而提高單位壓縮空氣做功能力，如圖2所示太陽能熱水器9加熱後的熱水流入儲氣罐4內部的換熱器11中對壓縮空氣進行加熱，儲氣罐4的外表面貼附聚氨酯保溫板8給予保溫。
權利要求1.一種壓縮空氣電能儲能裝置，其特徵在於電動機與空氣壓縮機連接，空氣壓縮機通過輸氣管與儲氣罐連接，該儲氣罐分別通過控制閥門與氣動馬達連接，該氣動馬達與發電機連接。
2.如權利要求1所述的壓縮空氣電能儲能裝置，其特徵在於儲氣罐的外表面貼附聚氨酯保溫板，太陽能熱水器通過循環水泵與位於儲氣罐內部的換熱器連接，換熱器緩衝隔板與換熱器連接。
專利摘要本實用新型及一種壓縮空氣電能儲能裝置，屬於電能存儲領域。電動機與空氣壓縮機連接，空氣壓縮機通過輸氣管與儲氣罐連接，該儲氣罐分別通過控制閥門與氣動馬達連接，該氣動馬達與發電機連接；儲氣罐的外表面貼附聚氨酯保溫板，太陽能熱水器通過循環水泵與位於儲氣罐內部的換熱器連接，換熱器緩衝隔板與換熱器連接。本實用新型的優點在於投資成本低、運行技術簡單，維修簡單，零部件互換性強，減少風電發生棄風，提高風電設備利用率，解決了用電低谷時段電能的浪費，其經濟效益十分明顯，局部出現故障維修，不能影響整個系統的正常運行。
文檔編號F03D9/02GK202300862SQ201120397079
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者初立明, 初立春, 初立森 申請人:吉林省電力有限公司電力科學研究院, 吉林省電力科學研究院有限公司