专利名称：压缩空气电能储能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能存储领域，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。 发明内容本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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。[0012]本实用新型的储气罐放置在地下。有益效果本实用新型有以下几点特点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。根据本专利的特点，本专利的用途基本上包括其一是可以利用本专利在一个用电紧张的单位，组装一套本专利的设备，在电网低谷时段启动压缩蓄能，电网尖峰时段启动开始发电，利用低谷电价时段的电能供尖峰时段使用，在峰谷电价差额下求得的经济效益； 其二是在风力发电企业安装一定规模的空气压缩储能装置，在风力丰沛季节和时段内，由于电网消纳风电能力限制，例如受供热影响，受风电占电负荷比例高影响，将风能转换成压缩空气存储起来，条件具备时再释放出来，可以提高风力发电清洁能源的利用率；其三是当风力发电站周围形成规模本专利产品后，将彻底改变风力发电设备在电网中的发电运行特性，由原来的随风而动，变成了电负荷随时可调整控制的随需而动，电网调度中心对风电负荷的掌控由被动变成主动；以弃风求稳定变成了稳定高效经济运行模式；如果这个方法推广应用，将对涉风电网系统的安全稳定和经济运行起到风电发展历史转折点的作用。
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型储气罐的结构示意图。
具体实施方式
电动机1与空气压缩机2连接，空气压缩机通过输气管3与储气罐4连接，该储气罐分别通过控制阀门5与气动马达6连接，该气动马达与发电机7连接。本实用新型所述的储气罐结构是储气罐4的外表面贴附聚氨酯保温板8，太阳能热水器9通过循环水泵10与位于储气罐内部的换热器11连接，换热器缓冲隔板12与换热器11连接。本实用新型的储气罐放置在地下。利用低谷时段电能驱动电动机1带动空气压缩机2空气压缩机把环境中的空气进行压缩，通过管道送到储气罐4中存储，用电高峰到来的时候控制阀门5打开，驱动气动马达6，气动马达带动发电机发电，发出的电能并网送给用户。 利用太阳能辐射能量的热水器对压缩空气进行加热，该加热器设计还可以回收空气压缩过程中产生的热量并适当存储，待需要时释放给储气罐可提高压缩空气的压力，进而提高单位压缩空气做功能力，如图2所示太阳能热水器9加热后的热水流入储气罐4内部的换热器11中对压缩空气进行加热，储气罐4的外表面贴附聚氨酯保温板8给予保温。
权利要求1.一种压缩空气电能储能装置，其特征在于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。
2.如权利要求1所述的压缩空气电能储能装置，其特征在于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。
专利摘要本实用新型及一种压缩空气电能储能装置，属于电能存储领域。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；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。本实用新型的优点在于投资成本低、运行技术简单，维修简单，零部件互换性强，减少风电发生弃风，提高风电设备利用率，解决了用电低谷时段电能的浪费，其经济效益十分明显，局部出现故障维修，不能影响整个系统的正常运行。
文档编号F03D9/02GK202300862SQ201120397079
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者初立明, 初立春, 初立森 申请人:吉林省电力有限公司电力科学研究院, 吉林省电力科学研究院有限公司