압축공기 에너지 저장 기술

압축공기 에너지 저장 저부하 기간 동안 전력 시스템의 잉여 전력을 사용합니다. 공기 압축기는 전기 모터에 의해 구동되어 가스 저장실인 폐쇄된 대용량 지하 동굴로 공기를 압축합니다. 또한 버려진 광산, 침몰한 해저 가스 탱크, 동굴, 만료된 유정 및 가스정, 새로 건설된 가스 저장정일 수도 있습니다. 전력계통에서 전력생산이 부족할 경우 압축공기를 열교환기를 통해 석유나 천연가스와 혼합해 연소한 뒤 터빈에 유입해 전력을 생산하는 방식이다.

CAES 시스템은 주로 발전기, 압축기, 연소실, 가스 저장실, 팽창기, 전기 모터와 같은 핵심 구성 요소를 포함하며 에너지 저장 및 에너지 방출의 두 가지 프로세스로 구분됩니다. 에너지 저장 과정에서는 풍력, 태양광 발전과 같은 재생 에너지를 사용하여 압축기를 구동하여 공기를 압축하고 가스 저장실에 고압 공기를 저장합니다. 에너지 방출 과정에서 가스 저장실의 고압 공기는 팽창기를 구동하여 전기를 생성합니다.

압축 공기 에너지 저장은 주로 에너지 저장과 에너지 방출이라는 두 가지 기본 작업 프로세스로 나눌 수 있습니다.

에너지를 저장할 때 모터는 압축기를 구동하여 주변 환경의 공기를 흡수하고 이를 고압 상태로 압축하여 가스 저장 장치에 저장합니다. 이 과정에서 전기에너지는 압축공기의 내부에너지로 변환된다.

에너지를 방출하면 가스 저장 장치에 저장된 압축 공기가 공기 터빈으로 들어가 팽창하여 전기를 생성합니다. 이 과정에서 압축공기에 포함된 내부에너지와 위치에너지가 다시 전기에너지로 변환됩니다.

압축공기 에너지 저장장치의 역할

1. 고출력 에너지 저장

단일 장치의 전력은 수백 메가와트에 달할 수 있으며 실제 작동 중에 실시간으로 전력을 조정할 수 있습니다.

2.장기 에너지 저장

일일, 주간 또는 계절별 일정을 위한 장기 에너지 저장이 가능합니다.

3.장기 전원 공급 장치

출력 전력을 조정하면 장기간 전원 공급이 가능합니다.

4. 다중 에너지 저장 및 다중 에너지 공급

다중 에너지 저장 및 공급 기능은 청정 에너지 시스템을 위한 에너지 허브로서 태양열, 지열 및 산업 폐열과 결합될 수 있습니다.

압축공기 에너지 저장 분류 및 기술노선 압축공기 에너지 저장 분류

1.보충연소 압축공기 에너지 저장

작동 원리:

가스 동력 사이클을 이용하여 압축 공기 에너지 저장 시스템의 팽창기 앞에 버너를 설치하고 천연 가스 및 기타 연료를 압축 공기와 혼합하여 연소시켜 공기 터빈 팽창기의 공기 흡입 온도를 높입니다.

기술적 특징

구조가 간단하고 기술 성숙도가 높으며 장비 작동이 안정적이며 투자 비용이 낮고 서비스 수명이 길며 가스 발전소와 유사한 빠른 응답 특성을 가지고 있습니다.

녹색 에너지를 적극적으로 개발하고 탄소 배출을 통제하는 현 상황에서 탄소 배출은 가장 큰 단점이 되었습니다.

2.단열 압축공기 에너지 저장

작동 원리

압축기의 단일 단계 압축비를 높이면 더 높은 등급의 압축 열에너지가 얻어지고 저장됩니다. 에너지 방출 과정에서 저장된 압축열은 연료 보충 없이 압축 공기 에너지 저장을 달성하기 위해 터빈 확장기 입구 공기를 가열하는 데 사용됩니다. 다양한 축열 온도에 따라 고온(>400℃)과 중간 온도(>400℃)의 두 가지 기술 경로로 나눌 수 있습니다.<400℃).

기술적 특징

고온 단열 압축 공기 에너지 저장은 초고온 압축 및 고온 고체 축열 기술에 기술적 병목 현상이 있어 달성하기 어렵습니다.

중온 단열 압축 공기 에너지 저장의 핵심 장비는 성숙한 기술, 합리적인 비용, 강력한 시스템 안정성 및 제어 가능성, 다중 에너지 저장 및 다중 에너지 공급 능력을 갖추고 있어 엔지니어링 적용을 쉽게 실현할 수 있습니다.

3. 등온 압축 공기 에너지 저장

작동 원리

공기 압축 및 팽창은 준등온 과정을 통해 이루어집니다. 압축 과정에서 압축 열과 압력 위치 에너지가 실시간으로 분리되므로 압축 공기의 온도가 크게 상승하지 않습니다. 팽창 과정에서 저장된 압축열이 실시간으로 압축 공기에 다시 공급되므로 압축 공기의 온도가 크게 떨어지지 않습니다.

기술적 특징

등온 압축 공기 에너지 저장의 장점은 간단한 시스템 구조와 낮은 작동 매개변수이지만 설치 전력이 일반적으로 작고 에너지 저장 효율이 낮으며 등온 압축 과정과 팽창 과정을 달성하기 어렵습니다. 소용량 에너지 저장 시나리오에만 적합합니다.

4. 복합 비보조 압축 공기 에너지 저장

작동 원리

태양열 에너지, 지열 에너지 및 산업 폐열은 모두 확장 과정에서 압축 공기 에너지 저장 시스템의 난방 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 여러 에너지 시스템의 결합을 통해 비보완 압축공기 에너지 저장을 실현하는 이 시스템을 복합 압축공기 에너지 저장 시스템이라고 하며, 그 작동 원리는 단열 압축공기 에너지 저장과 유사합니다.

기술적 특징

복합 압축 공기 에너지 저장 시스템은 다양한 에너지 형태의 저장, 변환 및 활용을 실현하고 다양한 형태의 에너지 수요를 충족하며 종합적인 활용 효율성을 향상시킬 수 있는 강력한 다중 에너지 저장 및 다중 에너지 공급 능력을 갖추고 있습니다. 시스템 에너지.

5. 저온 액화 공기 에너지 저장

작동 원리

극저온 액화 공기 에너지 저장은 압축, 팽창 및 열 저장 측면에서 단열 압축 공기 에너지 저장과 유사합니다. 차이점은 액체 공기 에너지 저장에는 냉각, 액화, 분리, 에너지 저장 중 공기 저장 및 에너지 방출 중 공기 기화를 포함하는 저온 저장 시스템이 추가된다는 것입니다.

기술적 특징

가장 큰 장점은 공기가 상압에서 액체 형태로 저장되고 에너지 저장 밀도가 높아 가스 저장 시스템의 부피를 크게 줄이고 지형 조건에 대한 발전소의 의존성을 줄일 수 있다는 것입니다. 그러나 냉장보관 시스템이 추가되면서 시스템 구조가 더욱 복잡해졌다.