一种空气储能系统及储能方法技术方案

本发明专利技术公开了一种空气储能系统及储能方法，包括空气储能空间、重块、橡胶气囊、透平和压缩机，过剩的电能通过压缩机电源驱动压缩机工作时，空气通过压缩机压缩注入橡胶气囊中，重块被逐渐提升，直至达到最高位置能量达到最大；当电网需要储能系统补充电能时，打开调压阀，压缩空气进入透平内推动其做功；本发明专利技术形式简单，并且能够更加充分的利用存储空间的新型空气储能技术，不仅能够有效实现大规模能量存储，而且具有结构简单易于实现的特点，具有明显的社会和经济效益。

An air energy storage system and energy storage method

【技术实现步骤摘要】
一种空气储能系统及储能方法
本专利技术涉及大规模储能
，具体涉及一种空气储能系统及储能方法。
技术介绍
随着国民经济的发展，我国电力行业发展势头迅猛。发展太阳能、风能等可在生能源发电技术和智能电网技术成为缓解环境污染和提高供能质量的重要手段。然而风能、太阳能等可再生能源属于间歇性能源，大规模储能技术是支撑可再生能源普及的战略性技术，同时也是发展智能电网的关键技术支撑。目前发展的大规模储能技术包括：压缩空气储能、抽水蓄能、飞轮储能等，然而目前仍然处于大规模储能技术发展的初级阶段，各种储能技术仍然有待于进一步完善，对空气储能资源利用不充分。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种简单有效的空气储能系统及储能方法，更加充分地利用了储能空间，有效提高了储能效率，对促进空气储能技术发展具有重要的意义。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种空气储能系统，包括空气储能空间、重块、橡胶气囊、透平和压缩机；所述橡胶气囊置于储能空间内，橡胶气囊和空气储能空间壁面分离，橡胶气囊上分别设置有压缩空气入口和压缩空气出口；重块置于橡胶气囊上方，压缩机和橡胶气囊的压缩空气入口通过管道相连接，透平通过管道和调压阀与橡胶气囊的压缩空气出口相连接。进一步，所述重块与空气储能空间壁面之间设有滑动轨道。进一步，所述滑动轨道包括安装在重块上的滚轮支撑和滚轮。进一步，所述空气储能空间1为长方体或圆筒形。进一步，所述重块为长方体或圆柱形。一种空气储能方法，无压缩空气注入时，重块位于由空气储能空间底部，橡胶气囊被完全压瘪，当过剩的电能通过压缩机电源驱动压缩机工作时，空气通过压缩机空气入口进入压缩机被压缩后注入橡胶气囊中，当橡胶气囊内的压力能和重块的重力达到平衡时，随着压缩空气的不断注入，重块被逐渐提升，直至达到最高位置，此时存储的能量达到最大；当电网需要储能系统补充电能时，打开调压阀，压缩空气进入透平内推动其做功，并通过发电机产生电能，随着压缩空气被不断释放，重块的相对位置逐渐降低，直至橡胶气囊内的所有压缩空气均被排出，此时重块降低到最低位置，橡胶气囊重新被完全压瘪。本专利技术的空气储能系统，包括空气储能空间、重块、橡胶气囊、透平和压缩机，过剩的电能通过压缩机电源驱动压缩机工作时，空气通过压缩机压缩注入橡胶气囊中，重块被逐渐提升，直至达到最高位置能量达到最大；当电网需要储能系统补充电能时，打开调压阀，压缩空气进入透平内推动其做功；本专利技术形式简单，并且能够更加充分的利用存储空间的新型空气储能技术，不仅能够有效实现大规模能量存储，而且具有结构简单易于实现的特点，具有明显的社会和经济效益。相对于其他空气储能技术，本专利技术的优点在于：(1)储存的能量包括：空气压力能和重块的重力势能两部分，相对于常规空气储能技术，储存的能量更多；(2)在储存的能量释放过程中，由于重块的作用，橡胶气囊的压力保持恒定，储能质量较高。(3)由于重块随着橡胶气囊逐渐下降，可以将空气气囊中的空气全部排出，避免了常规空气储能技术中低压力空气利用不足的弊端。附图说明图1是空气储能系统储气前状态示意图；图2是重块与壁面接触示意图；图3是空气储能系统储气过程状态示意图；图4是空气储能系统排气工程状态示意图。图中代号含义：1-空气储能空间；2-重块；3-橡胶气囊；4-调压阀；5-透平；6-压缩机；7-压缩机电源；8-压缩机空气入口；9-滚轮支撑；10-滚轮；11-透平空气出口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术的空气储能系统包括长方体或圆筒形的空气储能空间1、重块2、橡胶气囊3、压缩机6、透平5等组成的空气储能系统。橡胶气囊3置于储能空间1内，橡胶气囊和空气储能空间1的壁面是分离的，橡胶气囊3上分别设置有压缩空气入口和压缩空气出口；在橡胶气囊3上放置有可以沿上下轨道自由滑动的长方体或圆柱形重块2，重块的质量和储能压力及压缩机压比相关。如图2所示，重块2和储能空间1壁面构成的滑动轨道由滚轮支撑9、滚轮10等组成。压缩机6和橡胶气囊3的压缩空气入口通过管道相连接。透平5通过管道和调压阀4与橡胶气囊3的压缩空气出口相连接。本专利技术的空气储能方法，具体如下：参见图3，在无压缩空气注入时，重块2位于由空气储能空间1壁面组成的储能空间底部，橡胶气囊3被完全压瘪。当风电和光伏等产生过剩的电能通过压缩机电源7驱动压缩机6工作时，空气通过压缩机空气入口8进入压缩机6内，并被压缩注入橡胶气囊3中。当橡胶气囊3内的压力能和重块2的重力达到平衡时，随着压缩空气的不断注入，重块2被逐渐提升，直至达到最高位置，此时存储的能量达到最大。参见图4，当电网需要储能系统补充电能时，调压阀4打开，压缩空气进入透平5内推动其做功，并通过发电机产生电能。随着压缩空气被不断释放，重块2的相对位置逐渐降低，直至橡胶气囊3内的所有压缩空气均被排出，此时重块2也降低到最低位置，橡胶气囊3重新被完全压瘪。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施方式仅限于此，对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本专利技术由所提交的权利要求书确定专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气储能系统，其特征在于：包括空气储能空间(1)、重块(2)、橡胶气囊(3)、透平(5)和压缩机(6)；所述橡胶气囊(3)置于储能空间(1)内，橡胶气囊(3)和空气储能空间(1)壁面分离，橡胶气囊(3)上分别设置有压缩空气入口和压缩空气出口；重块(2)置于橡胶气囊(3)上方，压缩机(6)和橡胶气囊(3)的压缩空气入口通过管道相连接，透平(5)通过管道和调压阀(4)与橡胶气囊(3)的压缩空气出口相连接。

【技术特征摘要】
1.一种空气储能系统，其特征在于：包括空气储能空间(1)、重块(2)、橡胶气囊(3)、透平(5)和压缩机(6)；所述橡胶气囊(3)置于储能空间(1)内，橡胶气囊(3)和空气储能空间(1)壁面分离，橡胶气囊(3)上分别设置有压缩空气入口和压缩空气出口；重块(2)置于橡胶气囊(3)上方，压缩机(6)和橡胶气囊(3)的压缩空气入口通过管道相连接，透平(5)通过管道和调压阀(4)与橡胶气囊(3)的压缩空气出口相连接。2.根据权利要求1所述的一种空气储能系统，其特征在于：所述重块(2)与空气储能空间(1)壁面之间设有滑动轨道。3.根据权利要求2所述的一种空气储能系统，其特征在于：所述滑动轨道包括安装在重块(2)上的滚轮支撑(9)和滚轮(10)。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种空气储能系统，其特征在于：所述空气储能空间1为长方体或圆筒形。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁瑞山，陈国强，李涛，张方绮，蔺雪莉，王进军，郑冠捷，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61