[發(fā)明專利]壓縮空氣電能儲能裝置

無效

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• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102410046A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 初立森;初立明;初立春
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院;吉林省電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: F01B23/10
• 分類號: F01B23/10;F03D9/02
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電能存儲領(lǐng)域，尤其是屬于大容量電能存儲領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界對于電能存儲的技術(shù)有兩大類，物理方法和化學(xué)方法，其中物理方法包括機(jī)械能和電磁場能儲能，其中機(jī)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(xué)方法包括用法拉第準(zhǔn)電容、蓄電池儲能或氫儲能。

不論是物理方法還是利用化學(xué)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(jīng)在有的國家做了一些嘗試。目的是解決當(dāng)今世界上電能供需矛盾問題。由于電力生產(chǎn)具有產(chǎn)、供、用同時發(fā)生并同時完成的特點，日間負(fù)荷和季間負(fù)荷，均有一定變化規(guī)律，電網(wǎng)調(diào)度中心時刻監(jiān)督并指揮著網(wǎng)上運行的各種不同機(jī)組的帶負(fù)荷情況，在用電高峰時段，可能由于開機(jī)方式小，造成頂峰電量不足；而在用電低谷時段，電網(wǎng)中反而存在一些電量浪費，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的棄風(fēng)現(xiàn)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(bǔ)充電量不足,可實現(xiàn)電網(wǎng)運行中的削峰添谷作用。

?抽水儲能電站，早在19世紀(jì)90年代在意大利和瑞士得到應(yīng)用，是當(dāng)今大規(guī)模解決電網(wǎng)調(diào)峰很好途徑。在技術(shù)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(fā)電兩個過程當(dāng)中都有相當(dāng)數(shù)量的能量損失，還有一個缺點是這個電站都遠(yuǎn)離用電負(fù)載中心，送變電也要有一定能量損失。

壓縮空氣儲能20世紀(jì)50年代提出的，目前只有德國和美國等少數(shù)國家應(yīng)用。叫CAES電站。這里和抽水電站不同的就是把水庫用儲氣罐代替，把環(huán)境的空氣用空氣壓縮機(jī)壓縮存儲到儲氣罐中，然后利用壓縮空氣驅(qū)動氣動馬達(dá)或氣輪機(jī)，氣動馬達(dá)或氣輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)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(xiàn)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(guī)模龐大，投資很大，對于高壓氣體密封處理有一定的困難；

?????2）由于過于集中，所以送變電過程中有一定的能量損耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明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(guī)模龐大、過于集中使送變電過程中有一定的能量損耗的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：電動機(jī)與空氣壓縮機(jī)連接，空氣壓縮機(jī)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(dá)連接，該氣動馬達(dá)與發(fā)電機(jī)連接。

本發(fā)明所述的儲氣罐結(jié)構(gòu)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(huán)水泵與位于儲氣罐內(nèi)部的換熱器連接，換熱器緩沖隔板與換熱器連接。

本發(fā)明的儲氣罐放置在地下。

有益效果：本發(fā)明有以下幾點特點：

1）本專利所應(yīng)用的設(shè)備都是通用設(shè)備，其中空氣壓縮機(jī)、電動機(jī)、氣動馬達(dá)、電控柜都是技術(shù)成熟廣泛應(yīng)用的通用設(shè)備，投資成本低、運行技術(shù)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(qiáng)。

2）本專利應(yīng)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(shè)備，在用電低谷的時候，靠時鐘自動啟動空氣壓縮機(jī)，壓縮蓄能，當(dāng)用電高峰到來之前，自動切換到發(fā)電狀態(tài)，并網(wǎng)運行補(bǔ)充電能。

對于風(fēng)力發(fā)電企業(yè)，利用本專利產(chǎn)品在電網(wǎng)吸納風(fēng)電負(fù)荷困難的時段，啟動儲能設(shè)備將本時段風(fēng)能轉(zhuǎn)換成壓縮空氣的勢能存儲起來，待到電網(wǎng)低谷過后再轉(zhuǎn)換成電能釋放到電網(wǎng)使用，減少風(fēng)電發(fā)生棄風(fēng)，提高風(fēng)電設(shè)備利用率。

3）解決了用電低谷時段電能的浪費?，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

4）可以在用電低谷較多的地區(qū)分散設(shè)立組成一個網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)，這樣做的另一個優(yōu)點是局部出現(xiàn)故障維修，不能影響整個系統(tǒng)的正常運行。