[发明专利]压缩空气电能储能装置

说明书

技术领域

本发明属于电能存储领域，尤其是属于大容量电能存储领域。

背景技术

当今世界对于电能存储的技术有两大类，物理方法和化学方法，其中物理方法包括机械能和电磁场能储能，其中机械能储能主要包括抽水储能、压缩空气储能或飞轮储能，化学方法包括用法拉第准电容、蓄电池储能或氢储能。

不论是物理方法还是利用化学方法，在大容量的电能存储方面都存在很大困难，其中只有抽水储能和压缩空气储能已经在有的国家做了一些尝试。目的是解决当今世界上电能供需矛盾问题。由于电力生产具有产、供、用同时发生并同时完成的特点，日间负荷和季间负荷，均有一定变化规律，电网调度中心时刻监督并指挥着网上运行的各种不同机组的带负荷情况，在用电高峰时段，可能由于开机方式小，造成顶峰电量不足；而在用电低谷时段，电网中反而存在一些电量浪费，例如风力发电机组的弃风现象。如果把这部分电能存储起来，在用电高峰到来的时候，再把这部分电能拿来补充电量不足,可实现电网运行中的削峰添谷作用。

 抽水储能电站，早在19世纪90年代在意大利和瑞士得到应用，是当今大规模解决电网调峰很好途径。在技术上也是很成熟可靠。它的存储容量可以很大，仅受水库库容的限制，其缺点是受地理条件的限制，必须有足够势能的上下两个高低水库，在抽水和发电两个过程当中都有相当数量的能量损失，还有一个缺点是这个电站都远离用电负载中心，送变电也要有一定能量损失。

压缩空气储能20世纪50年代提出的，目前只有德国和美国等少数国家应用。叫CAES电站。这里和抽水电站不同的就是把水库用储气罐代替，把环境的空气用空气压缩机压缩存储到储气罐中，然后利用压缩空气驱动气动马达或气轮机，气动马达或气轮机驱动发电机发电，存储压缩空气的“储气罐”的场所大多是利用密封的山洞或废旧矿井。

现在所知道的压缩空气蓄能的方法存在以下几个方面的问题：

     1）存储地点选择集中，规模庞大，投资很大，对于高压气体密封处理有一定的困难；

     2）由于过于集中，所以送变电过程中有一定的能量损耗。

发明内容

本发明提供一种压缩空气电能储能装置，以解决压缩空气蓄能存在的存储地点选择集中、规模庞大、过于集中使送变电过程中有一定的能量损耗的问题。

本发明采取的技术方案是：电动机与空气压缩机连接，空气压缩机通过输气管与储气罐连接，该储气罐分别通过控制阀门与气动马达连接，该气动马达与发电机连接。

本发明所述的储气罐结构是：储气罐的外表面贴附聚氨酯保温板，太阳能热水器通过循环水泵与位于储气罐内部的换热器连接，换热器缓冲隔板与换热器连接。

本发明的储气罐放置在地下。

有益效果：本发明有以下几点特点：

1）本专利所应用的设备都是通用设备，其中空气压缩机、电动机、气动马达、电控柜都是技术成熟广泛应用的通用设备，投资成本低、运行技术简单，运行不消耗材料所以运行成本低，维修简单，零部件互换性强。

2）本专利应用的是化整为零的方法实施，尤其是用电单位可以利用这套设备，在用电低谷的时候，靠时钟自动启动空气压缩机，压缩蓄能，当用电高峰到来之前，自动切换到发电状态，并网运行补充电能。

对于风力发电企业，利用本专利产品在电网吸纳风电负荷困难的时段，启动储能设备将本时段风能转换成压缩空气的势能存储起来，待到电网低谷过后再转换成电能释放到电网使用，减少风电发生弃风，提高风电设备利用率。

3）解决了用电低谷时段电能的浪费 ，其经济效益十分明显。

4）可以在用电低谷较多的地区分散设立组成一个网络共同建立，避免大型化，这样可以避免投资过大，逐渐形成一个很大的存储电能的巨大存储网络，这样做的另一个优点是局部出现故障维修，不能影响整个系统的正常运行。