Оскільки частка нових встановлених енергетичних потужностей продовжує зростати в глобальне зберігання енергіїУ світі існує консенсус щодо необхідності створення систем зберігання енергії великої потужності та довгострокового використання. У цьому документі представлено зберігання енергії стисненого повітряперспективний метод зберігання енергії.
</img
1. Що таке зберігання енергії стисненого повітря?
Зберігання енергії стисненого повітря - це метод зберігання енергії, який використовує електричну енергію для стиснення повітря в період низького навантаження на мережу, і випускає стиснене повітря для приводу парової турбіни для виробництва електроенергії в період пікового навантаження на мережу.
Основними формами є традиційні системи зберігання енергії стисненого повітря, системи зберігання енергії стисненого повітря з пристроями для зберігання тепла та системи зберігання енергії стисненого газу.
2. Який принцип роботи накопичувача енергії стисненого повітря?
Система зберігання енергії стисненого повітря - це система зберігання енергії, розроблена на основі газотурбінної технології, одного з нових технології зберігання енергії. Принцип роботи газової турбіни полягає в тому, що після того, як повітря стискається компресором, воно спалюється разом з паливом в камері згоряння для підвищення температури, а потім високотемпературний газ під високим тиском надходить в турбіну, щоб розширюватися і виконувати роботу.
Компресор газової турбіни повинен споживати близько 2/3 вихідної роботи турбіни, тому чиста вихідна робота газової турбіни набагато менша, ніж вихідна робота турбіни.
Турбіни компресорів системи накопичення енергії стисненого повітря працюють не одночасно), під час накопичення енергії система накопичення енергії стисненого повітря споживає електричну енергію для стиснення повітря і зберігання його в камері накопичення енергії; під час вивільнення енергії повітря високого тиску випускається з камери накопичення енергії.
Після потрапляння в камеру згоряння газової турбіни і згоряння разом з паливом, воно приводить турбіну в рух для вироблення електроенергії. Завдяки розподіленню в часі роботи з накопичення та вивільнення енергії, жоден компресор не споживає вихідну роботу турбіни під час процесу вивільнення енергії. Таким чином, порівняно з газотурбінною системою, яка споживає те саме паливо, система зберігання енергії стисненого повітря може генерувати більш ніж удвічі більше електроенергії.
3. З чого складається система зберігання енергії стисненого повітря?
Повний комплект системи стисненого повітря складається з п'яти основних компонентів: компресора, охолоджувача, резервуара під тиском, регенератора, турбіни та генератора.
- КомпресорСтискають повітря, перетворюють електричну енергію у внутрішню енергію повітря, при цьому тиск повітря може досягати 70-100 бар, а температура - 1000°С;
- Кулер.Теплообмінне обладнання, що використовується для охолодження перед зберіганням у посудині під тиском, щоб запобігти зниженню тиску повітря в посудині під тиском або каверні;
- Посудина під тискомзберігати охолоджене повітря, якщо воно зберігається в печері, воно повинно відповідати геологічним умовам з високою стійкістю до тиску і хорошою герметизацією;
- Регенератортеплообмінне обладнання або камера згоряння, яка підвищує температуру повітря приблизно до 1000°C, завдяки чому турбіна може продовжувати стабільно працювати протягом тривалого часу, що підвищує ефективність турбіни;
- Турбіна: Повітря розгерметизується через турбіну, і внутрішня енергія перетворюється на кінетичну;
- Генераторздебільшого синхронні генератори, які перетворюють кінетичну енергію на електричну;
4. Функція системи зберігання енергії стисненого повітря
- Гоління піків і заповнення долинЕнергогенеруючі компанії можуть використовувати системи зберігання енергії стисненого повітря для зберігання електроенергії в низькопікові періоди та вивільнення її для використання під час пікового споживання для досягнення пікових навантажень та заповнення долин річок;
- Баланс електричного навантаження: Система зберігання енергії стисненого повітря може досягти робочого стану повного навантаження після запуску протягом декількох хвилин, що набагато менше, ніж час запуску звичайних електростанцій, що працюють на вугіллі/мазуті, тому вона більше підходить як пристрій для балансування електричного навантаження;
- Керування енергоспоживанням на стороні попиту: У районах, де застосовуються диференційовані ціни на електроенергію в пікові та долинні періоди, споживачі можуть використовувати системи зберігання енергії стисненого повітря для зберігання електроенергії за низькими цінами в низьких долинах, а потім використовувати її в пікові та високі ціни, таким чином заощаджуючи витрати на електроенергію та отримуючи більшу економічну вигоду;
- Застосовується до відновлюваної енергетики: Використання системи зберігання енергії стисненого повітря може об'єднати переривчасту відновлювану енергію для формування стабільного електропостачання;
- Резервне джерело живлення: Система зберігання енергії стисненого повітря може бути побудована поблизу електростанції або користувачів як резервне джерело живлення на випадок технічного обслуговування лінії, збоїв або аварійних ситуацій.
5. Класифікація систем зберігання енергії стисненого повітря
5.1 Джерело тепла
Відповідно до джерела тепла системи зберігання енергії стисненого повітря можна розділити на:
- Система зберігання енергії стисненого повітря, що спалює паливо;
- Система зберігання енергії стисненого повітря з акумуляцією тепла;
- Система зберігання енергії стисненого повітря без джерела тепла.
5.2 Масштаб
За масштабом системи зберігання енергії стисненого повітря можна розділити на:
- великомасштабна система зберігання енергії стисненого повітря (масштаб однієї установки - 100 МВт);
- невелика система зберігання енергії стисненого повітря (масштаб однієї установки - 10 МВт);
- Мініатюрна система зберігання енергії стисненого повітря (потужність одного блоку - 10 кВт).
5.3 Кровоносна система
Залежно від того, чи поєднана система зберігання енергії стисненого повітря з іншими системами теплового циклу, її можна розділити на:
- Традиційна система зберігання енергії стисненого повітря;
- Система з'єднання накопичувача енергії стисненого повітря з газовою турбіною;
- Система комбінованого циклу зберігання енергії стисненого повітря - газ - пара;
- Система з'єднання накопичувача енергії стисненого повітря з двигуном внутрішнього згоряння;
- Система зберігання енергії стисненого повітря - система сполучення холодильного циклу;
- Система зберігання енергії стисненого повітря - система сполучення відновлюваної енергії.
6. Які існують поточні проблеми зберігання енергії стисненого повітря?
Існуюча система стисненого повітря має багато проблем, найважливіша з яких полягає в тому, що вона занадто обмежена географічними умовами, наприклад, сховищами газу. Будівництво системи стисненого повітря вимагає особливих географічних умов, таких як велике сховище газу, наприклад, високогерметичні скельні печери, соляні печери, занедбані шахти тощо.
Це обмеження є одним з важливих факторів, що впливають на просування цієї технології. Крім того, традиційна система стиснення повітря має ефективність системи лише 40%-55%, що нижче, ніж 80% гідроакумулюючого сховища.
7. Технічні переваги зберігання енергії стисненого повітря
Система зберігання енергії стисненого повітря має переваги великих ємність акумулятораТривалий робочий час, хороші економічні показники та велика кількість циклів заряду і розряду, як показано нижче.
- Система зберігання енергії стисненого повітря підходить для будівництва великих електростанцій (>100 МВт), поступаючись лише насосній гідроелектростанції; система зберігання енергії стисненого повітря може продовжувати працювати протягом декількох годин або навіть декількох днів, а час роботи є тривалим.
- Вартість будівництва та експлуатаційні витрати системи зберігання енергії стисненого повітря відносно низькі, набагато нижчі, ніж у сірчано-натрієвих батарей або рідинних акумуляторів, і нижчі, ніж у гідроакумулюючих електростанцій, які мають хорошу економічність.
- Термін служби системи зберігання енергії стисненого повітря дуже довгий, вона може зберігати і вивільняти енергію десятки тисяч разів, а термін служби може досягати 40-50 років; і її ефективність може досягати близько 70%, що близько до ефективності гідроакумулюючої електростанції.
8. Технічні недоліки зберігання енергії стисненого повітря
Системи зберігання енергії стисненого повітря більше підходять для великомасштабних систем. Малі системи зберігання енергії стисненого повітря зазвичай використовуються в деяких спеціальних областях з низькою ефективністю, тоді як великі системи вимагають специфічних географічних умов для будівництва великих сховищ газу, таких як скельні печери, соляні печери, занедбані шахти тощо, що значно обмежує діапазон застосування систем зберігання енергії стисненого повітря.
9. Модель доходів
- Відновлювана енергія + зберігання енергіїІнтеграція вітрової та акумуляторної енергетики.
- Зберігання енергії на стороні мережі: подібно до гідроакумулюючих сховищ, реагує на диспетчеризацію мережі, покладаючись на потужність та ціни на електроенергію, і можливе у вигляді демонстраційних проектів. Енергосистеми особливо потребують довгострокового зберігання енергії. Хоча багато гідроакумулюючих станцій було розпочато, вони будуть завершені лише через 7 років.
- Сторона користувача: Більш успішною є модель спільного зберігання енергії в Шаньдуні. Користувачі можуть орендувати та купувати послуги. Спільне зберігання енергії є відносно хорошою бізнес-моделлю. Доходи від зберігання енергії в Шаньдуні в основному залежать від спільного зберігання енергії, а ціна потужності є дуже низькою.
- Енергогенеруючі компанії або користувачі встановлюють його самостійноАрбітраж між піком і долиною для економії коштів, управління якістю електроенергії, гарантування електроенергії в екстремальних ситуаціях та підвищення надійності гарантування електроенергії.
10. Підсумок
Коротше кажучи, технологія зберігання енергії стисненого повітря має перспективне стратегічне значення на тлі високої частки підключення до електромережі відновлюваних джерел енергії з переривчастим режимом роботи. Система зберігання енергії адіабатичного стиснення повітря з накопиченням тепла не тільки має комплексну ефективність зберігання енергії до 70%, але й не потребує джерела тепла для нагріву.
Ця стаття заглиблюється в тонкощі проектування акумуляторних систем зберігання енергії, досліджуючи їхні компоненти, принципи роботи, сценарії застосування, концепції дизайну та фактори оптимізації.
У цій статті ми обговоримо важливість накопичувачів енергії ДБЖ і те, як вони можуть значно розширити можливості резервного живлення. Починаємо вивчати особливості та переваги накопичувачів енергії ДБЖ.
Що таке хімічні накопичувачі енергії, як вони працюють і які переваги їх використання? Читайте далі, щоб дізнатися про хімічні накопичувачі енергії.
+86 - 18925002618
