Warum sollte für die Lagerung flüssiger Luft kein fossiler Brennstoff benötigt werden?

Die Interpretation des Druckluftspeicherkonzepts von Shuangliang Energy Saving (CAES) bezieht sich auf die Verwendung elektrischer Energie für Druckluft während des niedrigen Tals der Netzlast und die Abdichtung des Luftdrucks in verschrotteten Minen und Senkungen. U-Boot-Lagertanks, Höhlen, abgelaufene Öl- und Gasbohrungen oder neue Gasspeicherbohrungen, Energiespeichermethode zur Stromerzeugung aus Dampfturbinen aufgrund der Freisetzung von Druckluft während der Spitzenlast des Stromnetzes. Seit Stal Laval 1949 die Verwendung von Druckluftspeichern vorschlug, haben Wissenschaftler im In- und Ausland viel Forschung betrieben. Derzeit gibt es weltweit zwei große traditionelle Druckluftspeicherkraftwerke. 1978 wurde in Hengtuofu der erste kommerziell betriebene Druckluftspeicher geboren. [1] Im Mai 1991 wurde das zweite Kraftwerk in Maijintuofu, Alabama, USA, in Betrieb genommen. Gegenwärtig gibt es viele Formen von Druckluftspeichersystemen. Je nach Arbeitsmedium, Speichermedium und Wärmequelle können sie unterteilt werden in: herkömmliche Druckluftspeichersysteme (die eine Verbrennung fossiler Brennstoffe erfordern), Druckluftspeichersysteme mit Wärmespeichern und Flüssiggaskompressionsenergiespeichersysteme. System. Die Anwendungsaussichten für Druckluftspeicher sind breiter, da sie die Effizienz erheblich steigern können. Verwenden Sie flexibler, kann sogar für die Kraft des Autos verwendet werden; Nutzen Sie erneuerbare Energien, stellen Sie einen Teil der erneuerbaren Energien in das Netz ein und nutzen Sie sogar die industrielle Wärme. Die wichtigsten technischen Hindernisse für die groß angelegte Entwicklung von Druckluftspeichersystemen sind zweierlei: der Bedarf an großen Gasspeichern und die Abhängigkeit von der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Um diese beiden Probleme zu lösen, werden Wärmespeicher-Druckluftspeichersysteme, mikrokleine Druckluftspeichersysteme, Flüssigluftspeichersysteme, überkritische Druckluftspeichersysteme und Druckluftspeichersysteme in Verbindung mit erneuerbarer Energie verwendet . Das Druckluftspeichersystem mit Wärmespeicher wird auch als fortschrittliches adiabatisches Druckluftspeichersystem bezeichnet. Der Kompressionsprozess der Luft im System ist dem adiabatischen Prozess nahe und es gibt viel Kompressionswärme. Beispielsweise kann Druckluft unter idealen Bedingungen, wenn sie 100 bar beträgt, eine hohe Temperatur von 650 ° C erzeugen. Die komprimierte Wärmeenergie wird in einem Wärmespeicher gespeichert und erwärmt, um Luft während des Energiefreisetzungsprozesses zu komprimieren und die Turbine zur Arbeit anzutreiben. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Druckluftspeichersystem, das Kraftstoff verbrennt, ist die Energiespeichereffizienz des Systems erheblich verbessert und kann theoretisch mehr als 70% erreichen. Gleichzeitig wurde aufgrund der Verwendung von Druckwärme anstelle der Brennstoffverbrennung die Brennkammer entfernt und das Erfordernis einer Emissionsfreiheit erreicht. Der Hauptnachteil des Systems besteht darin, dass die anfänglichen Investitionskosten um 20% bis 30% steigen. Die Größe eines kleinen Druckluftspeichersystems liegt im Allgemeinen bei 10 MW. Es verwendet oberirdische Hochdruckbehälter, um Druckluft zu speichern, wodurch die Abhängigkeit von Gasspeicherhöhlen durchbrochen wird und eine größere Flexibilität besteht. Es ist besser geeignet für städtische Energieversorgungssysteme, verteilte Energieversorgung, Mini-Netz usw., für die Verwaltung der Stromnachfrageseite, für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung usw.; Gleichzeitig kann es auch in der Nähe von erneuerbaren Energiesystemen wie Windparks gebaut werden, um die Versorgung mit stabiler erneuerbarer Energie zu regulieren. Die Größe des Miniatur-Druckluftspeichersystems liegt im Allgemeinen bei Tausenden von Watt bis Dutzenden von Kilowatt. Es werden auch oberirdische Hochdruckbehälter zur Speicherung von Druckluft verwendet. Es wird hauptsächlich für Notstromversorgungen in speziellen Bereichen (z. B. Steuerungs-, Kommunikations- und Militärbereiche), Mikro-Mini-Netze in abgelegenen und isolierten Gebieten sowie für die Versorgung von Fahrzeugen mit Druckluft verwendet. Ausländische Wissenschaftler haben ein fahrzeugkomprimiertes aerodynamisches System entwickelt. Der Fahrzeuglagertank fasst 300 Liter und kann mit einem 1-Tonnen-Auto 96 Kilometer mit einer Geschwindigkeit von 50 Stundenkilometern zurücklegen, um den Anforderungen des täglichen Stadtverkehrs gerecht zu werden. Das Energiespeichersystem für flüssige Luft und überkritische Druckluft ist eine neue Art von Druckluftspeichersystem. Ersteres wurde gemeinsam vom Institut für Technische Thermophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der British Gaozhan Company entwickelt und Patente erhalten. Da die Dichte der flüssigen Luft viel größer ist als die Dichte der gasförmigen Luft, benötigt das System keine großen Gasspeicherkammern. Das System ist jedoch weniger effizient. Um das Problem ineffizienter Flüssigluftenergiespeichersysteme zu lösen, schlug die Chinesische Akademie der Wissenschaften für Thermophysik erstmals 2009 ein überkritisches Druckluftspeichersystem vor und entwickelte es unabhängig voneinander, das die besonderen Eigenschaften von Luft unter überkritischen Bedingungen nutzt. Die Vorteile eines herkömmlichen Druckluftspeichersystems und eines Flüssigluftspeichersystems werden kombiniert. Es bietet die Vorteile eines großen Maßstabs, eines hohen Wirkungsgrads, niedriger Investitionskosten, einer hohen Energiedichte, der Notwendigkeit großer Speichergeräte, eines unbegrenzten Energiespeicherzyklus, der Anwendung verschiedener Kraftwerkstypen, der Betriebssicherheit und der Umweltfreundlichkeit. Druckluftspeicher und Kopplungssysteme für erneuerbare Energien können intermittierende erneuerbare Energiequellen "spleißen" und stetig produzieren. Druckluftspeichersysteme mit Wärmespeicher können Solarthermie speichern, bei Bedarf Druckluft erwärmen und dann die Stromerzeugung der Turbine antreiben. Neben solarthermischer Energie kann Abwärme aus Energie, Chemie, Zement und anderen Industrien als externe Wärmequelle genutzt werden. Daher hat das Druckluftenergiespeichersystem mit Wärmespeicher ein breites Anwendungsspektrum. Darüber hinaus kann es auch mit Windkraftanlagen gekoppelt werden. Am Ende des Stromverbrauchs komprimiert und speichert die überschüssige Leistung der Windkraftanlage Druckluft. Bei Spitzenleistung brennt Druckluft und tritt in die Gasturbine ein, um Strom zu erzeugen. Ein System in Verbindung mit Druckluftspeicher und Windenergie kann den Anteil der Windenergieversorgung im Netz auf 80% erhöhen, was viel höher ist als das herkömmliche Maximum von 40%. Es kann auch Biomasse als synthetisches Gas verwenden, um Erdgas in Druckluftsystemen zu ersetzen und die Abhängigkeit von Druckluftspeichersystemen von Erdgas zu verringern.

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