br>[0146]根据本发明的实施方式，在空气压缩系统102中被加热并且通过除热空气出口104释放的环境空气没有被排放到大气中，而是被用于预热被空气压缩系统102压缩的空气，如以下将详细描述的。例如，通过除热空气出口 104释放的被加热的环境空气的温度可以是大约200 °C。
[0147]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括压缩空气能量存储系统48，压缩空气能量存储系统48具有存储系统入口端口 481和存储系统出口端口 482。存储系统入口端口 481与空气压缩系统102处于气体流动连通。压缩空气能量存储系统48被构造用于从空气压缩系统102接收被压缩的大气空气并且用于在预定压力下存储该大气空气。该预定压力可以是例如在40巴至200巴的范围内。
[0148]根据一个示例，热能存储系统48可被构造为标准的高压罐。根据另一个示例，压缩空气存储系统48可被构造为地下洞室。根据又一个示例，压缩空气存储系统48可被构造为新型地下弹性罐。以下，将详细描述这个示例。
[0149]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括第一三通阀20，该第一三通阀20具有通过空气控制阀18而与压缩空气存储系统48的出口端口 482处于气体流动连通的一个第一阀入口 201以及两个第一阀出口 202和203。第一三通阀20被构造成允许第一阀入口201与第一阀出口 202和203中的任一个或两个连接。
[0150]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括第一空气接收器5，该第一空气接收器5具有第一空气接收器入口 501和第一空气接收器出口 502。第一空气接收器入口 501与两个第一阀出口中的出口 203处于气体流动连通。第一空气接收器5被构造用于通过第一空气接收器入口 501接收被压缩的大气空气。被压缩的大气空气从压缩空气存储系统48起流过第一三通阀20。第一空气接收器5还被构造用于将压缩大气空气加热至预定加热温度，并且用于通过第一空气接收器出口 502释放被压缩的加热空气流。
[0151]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括第二空气接收器6，该第二空气接收器6具有第二空气接收器入口 601和第二空气接收器出口 602。第二空气接收器6被构造用于通过第一空气接收器入口 601接收除热空气，进一步将接收到的空气加热至预定加热温度，然后通过第二空气接收器出口 602释放被加热的空气。
[0152]根据本发明的实施方式，第一空气接收器5和第二空气接收器6安装在塔25上，位于风轮机发电系统101下方。以下，在本文中将描述第一空气接收器5和第二空气接收器6的构造示例。
[0153]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括布置在第一空气接收器5和第二空气接收器6附近的多个日光反射装置I。日光反射装置I被构造用于接收太阳光并且将太阳光反射到第一空气接收器5中和第二空气接收器6中。
[0154]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括热能存储系统3。热能存储系统3被构造为压力罐并且包括壳体，该壳体包括压缩大气空气入口端口 42、预热空气出口端口 41、热空气端口 40和热交换空气入口 43。热空气端口 40与第二空气接收器6的第二空气接收器入口 601处于气体流动连通。根据这个实施方式，热能存储系统3包含热容元件36。热容纳元件的示例包括但不限于陶瓷三维基质、方格式砌体热介质元件、岩床、砾石等。
[0155]根据本发明的实施方式，热能存储系统3的热交换空气入口 43通过装配有除热阀160的除热管16与空气冷却系统105处于空气流动连通。除热管16的一端连接到除热空气出口 104并且另一端连接到热交换空气入口 43。在空气压缩系统102中被加热并且通过除热空气出口 104释放的环境空气通过热交换空气入口 43被供给到热能存储系统3。因此，热能存储系统3可接收从空气冷却系统105和第二空气接收器6传递的热能。
[0156]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括第二三通阀26，该第二三通阀26具有两个第二阀入口 262和263和一个第二阀出口 261。第二阀入口 262与第一空气接收器出口 502处于气体流动连通，用于从第一空气接收器5接收被压缩的加热空气，而第二阀入口263与第二空气接收器出口 602处于气体流动连通，用于从第二空气接收器6接收被压缩的加热空气。第二三通阀26被构造成允许第二阀出口 261连接到两个第二阀入口 262和263中的一个或两个。
[0157]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括电力热发电系统111，该电力热发电系统111被构造成接收从所述一个第二阀出口 301释放并且通过热空气管7被供应到电力热发电系统111的被压缩的加热空气流，以产生电力。
[0158]根据本发明的实施方式，电力热发电系统111包括被热空气管7提供的被压缩的加热空气流驱动的热涡轮机23。热涡轮机23旋转与电热发电机17连接的涡轮轴112，以驱动涡轮轴112。电热发电机17将从涡轮机接收的机械动力转换成电力。电力热发电系统111的电热发电机17产生的电力可与风轮机电力发电系统101的发电机27产生的电力相组合。
[0159]参照图2，根据本发明的一个实施方式，示出热涡轮机23的示意性剖视图。热涡轮机23包括多个转子-定子对230。各转子-定子对230的定子231包括多个喷嘴叶片232，而各转子-定子对230的转子232包括多个转子叶片233。
[0160]转子叶片233连接到轴112。当被压缩的加热空气流经过喷嘴叶片232和转子叶片233之间，由该流动提供的压力逐渐减小至环境压力。在操作中，在该流动中提供的能量(就压力和热二者来说)被转换成用于驱动轴并因此驱动电热发电机17的机械动力。
[0161]回到图1，根据本发明的实施方式，混合系统10还包括风扇2。风扇2通过循环空气入口 604与第二空气接收器6处于气体流动连通，并且通过预热空气出口端口 41与热能存储系统3处于气体流动连通。风扇2被构造成提供空气循环，用于使热量从第二空气接收器6传递至热能存储系统3。
[0162]根据本发明的实施方式，混合系统10还包括多个日光反射装置1，日光反射装置I被构造用于接收太阳光并且将太阳光反射到所述第一空气接收器5和所述第二空气接收器6中。
[0163]系统可按下面四种操作模式进行操作。
[0164]根据本发明的实施方式，在非高峰时间期间(例如，在夜间)，当用电需求较低，并因此电力零售价会降低时，系统10的其它元件可使用风轮机发电系统101产生的电能中的一部分。在本文中这种操作模式被称为“预热模式”。
[0165]根据本发明的实施方式，通过使用由风轮机发电系统101产生的电力来启动空气压缩系统102在非高峰时间期间压缩大气空气。热能存储系统48可用于存储由空气压缩系统102提供的压缩空气。
[0166]在预热操作模式下，从冷却系统的除热空气出口 104释放的预热空气被供给到热能存储系统3 (其中，预热空气经过热容元件36之间)，并且将热能传递至热容元件36。预热过程根据需要持续得足够长，使得热容元件36变得被均匀地加热至例如可以是大约200°C的预热温度。在预热热能存储系统3之后，除热阀160关闭，以避免在操作期间从热能存储系统3进一步释放加热空气。
[0167]在高峰时间期间，当太阳能可用时，系统可按其它操作模式进行操作。
[0168]因此，第二种操作模式与“直接”电力发电关联。在下文中被称为“直接热-加热模式”的这种模式下，第一三通阀20被切换成将第一阀入口 201连接到第一阀出口 203。在这种情况下，从热能存储系统48的出口端口 482排出的高压空气被直接供给到第一空气接收器5，直到引入的空气在这两个容器中达到压力平衡为止。这种第一模式与第一空气接收器5的操作关联，第一空气接收器5接收通过冷空气管8从压缩空气存储系统48流出的压缩大气空气。
[0169]如上所述，可在非高峰时间期间准备压缩空气存储系统48中的压缩空气并且将压缩空气存储在其中。如上所述，第一空气接收器5通过第一三通阀20与压缩空气存储系统48处于空气流动连通。因此，压缩空气被第一空气接收器5加热至预定加热温度，因为一个或多个日光反射装置I在其上反射高度集中的太阳通量。因此，从第一空气接收器5的第一空气接收器出口 502释放的被压缩的加热空气被传递至切换成将第二阀入口 262连接到第二阀出口 261的第二三通阀26。第二阀出口 261连接到热空气管7，该热空气管7将从第一空气接收器5的第一空气接收器出口 502释放的被压缩的加热空气传递到电力热发电系统111，用于产生电力。在处于10巴至250巴的压力下，被压缩的加热空气的预定加热温度可以是例如大约800°C。
[0170]混合系统10的最后两种(第三种和第四种)操作模式与第二空气接收器6的操作关联，该第二空气接收器6接收被热能存储系统3预热的压缩空气，来自热能存储系统48的冷压缩空气被供给至该热能存储系统。应该注意，这种操作模式可以是单独运行的或者是与“直接热-加热模式”的操作同时运行的。
[0171]在第三种操作模式(下文中也被称为“热荷”模式)下，第一三通阀20切换成将第一阀入口 201连接到第一阀出口 202。在这种情况下，高压空气首先被从热能存储系统48的出口端口 482排出，并且通过压缩大气空气入口端口 42被供给到热能存储系统3。该高压空气进一步从热能存储系统3通过预热空气出口端口 41、装配有预热空气阀91的预热空气管9向着第二空气接收器6传递，并且通过第二空气接收器入口 601被引入第二空气接收器6中。用高压空气进行填充的过程根据需要持续得足够长，直到被引入的高压空气在这两个容器中达到压力平衡。
[0172]然后，开启风扇2，以使高压空气通过管在第二空气接收器6和热能存储系统3之间的循环，该管将热能存储系统3连接到风扇2以允许空气流在第二空气接收器6和热能存储系统3之间循环。当太阳能可用时，日光反射装置I将光反射到第二空气接收器6中。因为第二空气接收器6被太阳通量照射，通过第二空气接收器6流动的空气因此可被加热。在高温(例如，大约800°C)的温度下可从第二空气接收器6释放空气。该热空气通过热空气端口 40被供给到热能存储系统48，作为循环过程的一部分。
[0173]当高温空气(例如，大约800°C的温度下)经过热能存储系统3时，它与位于热能存储系统3内的热容元件36进行热交换并且在预热温度(例如，大约200°C的温度)下通过预热空气出口端口 41离开热能存储系统3。
[0174]根据实施方式，从热能存储系统3的预热空气出口端口 41释放的空气的最低温度取决于通过压缩大气空气入口端口 42进入热能存储系统3的空气的温度。
[0175]根据实施方式，热能存储系统3被构造成在操作时具有渐变温度分布。优选地，渐变温度分布是明确分