[发明专利]一种用于抽水压缩空气储能的水气换热系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于抽水压缩空气储能的水气换热系统及方法，涉及储能储热技术领域。水泵水轮机模块在用电低谷时间段内抽水，在用电高峰时间段内发电；高压水气仓模块：在用电低谷时间段内，将抽取的水压缩空气产生热量，形成热水和高压空气并储存热量；在用电高峰时间段内，释放热量加热热水，使用热水发电；储气模块：在用电低谷时间段内储存高压空气；在用电高峰时间段内释放高压空气；喷射管：在用电低谷时间段内喷射抽取的水；在用电高峰时间段内喷射高压空气；喷射管具有毛细孔和微纳结构涂层。本发明实现了抽水压缩空气储能系统的模块化，提高了抽水压缩空气储能系统对于地理环境的适应性，提高了水和空气之间的换热效率。

技术领域

本发明涉及储能和储热技术领域，特别是涉及一种用于抽水压缩空气储能的水气换热系统及方法。

背景技术

储能技术在促进能源生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展，推动能源革命和能源新业态发展方面发挥着至关重要的作用，是解决可再生能源的来源间歇性和不稳定问题的重要途径。

在众多储能技术中，抽水蓄能和压缩空气储能这两种机械储能技术在装机规模、技术成本和使用寿命等方面具有明显优势，是实现大容量和长时间电能储放的有效手段。然而，传统抽水蓄能和压缩空气储能技术受地理、环境条件限制较大。

现有的抽水压缩空气储能技术在水气共存时，空气导热系数低，会明显抑制水和空气之间的换热效率，存在换热效率低的缺点。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于抽水压缩空气储能的水气换热系统及方法，实现了抽水压缩空气储能系统的模块化，提高了抽水压缩空气储能系统对于地理环境的适应性，同时，提高了水和空气之间的换热效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：

一种用于抽水压缩空气储能的水气换热系统，包括：

水泵水轮机模块3，用于：

在用电低谷时间段内抽水；

在用电高峰时间段内发电；

高压水气仓模块5，与所述水泵水轮机模块3连接，用于：

在用电低谷时间段内，所述水泵水轮机模块3抽取的水压缩空气产生热量，形成热水和高压空气，并储存热量；

在用电高峰时间段内，在发电的同时或之后，释放热量加热所述热水，以降低所述高压空气温度和压力的下降速度，并使用所述热水带动所述水泵水轮机模块3发电；

储气模块28，与所述高压水气仓模块5连接，用于：

在用电低谷时间段内且所述高压水气仓模块5的气压高于所述储气模块28的气压时，储存高压空气；

在用电高峰时间段内且所述高压水气仓模块5的气压低于所述储气模块28的气压时，释放高压空气以降低所述高压水气仓模块5中高压空气压力的下降速度；

喷射管6，设置在所述高压水气仓模块5内，用于：

在用电低谷时间段内，喷射所述水泵水轮机模块3抽取的水；

在用电高峰时间段内且所述高压水气仓模块5的气压低于所述储气模块28的气压时，喷射所述储气模块28释放的高压空气；

所述喷射管6具有毛细孔和微纳结构涂层7；毛细孔用于形成细水柱或细空气柱；微纳结构涂层7涂覆于所述喷射管6表面，用于疏水和传热。

可选地，还包括：

控制模块29，分别与所述水泵水轮机模块3，所述高压水气仓模块5和所述储气模块28连接，用于：