壓縮空氣儲能動圖

① 壓縮空氣儲能屬於一種物理方式的儲能是什麼意思

壓縮空氣儲能屬於一種物理方式的儲能，即空氣在整個過程中只存在溫度。

壓縮空氣儲能技術利用壓縮空氣來儲能，目前壓縮空氣儲能技術，是繼抽水蓄能之後，第二大被認為適合GW級大規模電力儲能的技術。其工作原理是，在用電低谷時段，利用電能將空氣壓縮至高壓並存於洞穴或壓力容器中，使電能轉化為空氣的內能存儲起來；在用電高峰時段，將高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃燒室燃燒利用燃料燃燒加熱升溫後，驅動渦輪機發電。

(1)壓縮空氣儲能動圖擴展閱讀：

壓縮空氣系統存在著諸多問題，其中最重要的是其與抽水蓄能一樣太受地理條件約束，建造壓縮空氣系統，需要特殊的地理條件來作為大型儲氣室，如高氣密性的岩石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等，這一限制是影響這項技術推廣的重要因素之一。此外傳統的空氣壓縮系統，系統效率僅為40%-55%，相比抽水蓄能的80%，效率較低。

由其原理，可以知道，壓縮空氣儲能很大一部分能量，在壓縮空氣過程中轉化為熱能，沒有得到有效利用，這是導致這項技術效率低下的重要原因。要想提高壓縮空氣系統效率，可以將壓縮過程中產生的熱量通過儲熱器存儲起來，待發電過程中用這部分熱量預熱壓縮空氣，可以達到回收熱量的目的，這一改進技術，這一系統仍未有實際示範項目投入運行，該系統面臨的最大挑戰如何保證儲熱器的儲熱時常以及如何能做到更經濟合理的系統設計。

② 什麼是壓縮空氣

壓縮空氣，即被外力壓縮的空氣。空氣具有可壓縮性，經空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小、壓力提高後的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源比，它具有下列明顯的特點：清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負荷，能在許多不利環境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。

空氣佔有一定的空間，但它沒有固定的形狀和體積。在對密閉的容器中的空氣施加壓力時，空氣的體積就被壓縮，使內部壓強增大。當外力撤消時，空氣在內部壓強的作用下，又會恢復到原來的體積。如果在容器中有一個可以活動的物體，當空氣恢復原來的體積時，該物體將被容器內空氣的壓力向外推彈出來。這一原理被廣泛應用在生產、生活中。例如：皮球里打入壓縮空氣，氣越足，球越硬；輪胎里打入壓縮空氣，輪胎就能承受一定的重量。在大型汽車上，用壓縮空氣開關車門和剎車；水壓機利用壓縮空氣對水加壓，在工廠里，壓縮空氣用來開動氣錘打鐵；在煤礦里，它能開動風鎬鑽眼。還用於管道輸送液體和粒狀物體。

大氣中的空氣常壓是0.1Mpa，經過空氣壓縮機加壓後達到理想的壓力。

英文名稱：compressed air 簡稱：CDA

壓縮空氣儲能系統通過壓縮空氣存儲多餘的電能,在需要時,將高壓空氣釋放通過膨脹機做功發電,在電力的生產、運輸和消費等領域具有廣泛的用途，是大規模儲能技術的研發熱點

③ 壓縮空氣儲能是將什麼能轉化為什麼能

壓縮空氣就是對氣體做功,氣體內能增加,內能增加的表現就是溫度上升

④ CASE的壓縮空氣蓄能

一、壓縮空氣蓄能產生背景：
1我國主要電網峰谷差越來越大，電網調峰問題日漸突出，調峰有賴於蓄能技術的發展。
2在峰谷分時電價體制下，採用合適的蓄能方式可以提高供電質量、調峰填谷，並且保證機組運行的經濟性。
二、壓縮空氣蓄能方式的特點：
目前世界上存在的蓄能技術包括抽水蓄能，壓縮空氣蓄能，超導電磁蓄能，飛輪蓄能，高效電池蓄能，燃料電池蓄能等方式，與其他蓄能技術相比CAES具有如下優缺點：
優點：1投資少，運行維護費用低
2動態響應快、運行方式靈活
3經濟性能高、環境污染小
4佔地面積小
缺點：遠離負荷中心，需要一定的地質條件
三、工作原理：
1、蓄能原理：壓縮空氣蓄能是利用電力系統負荷低谷時的剩餘電量，由電動機帶動空氣壓縮機，將空氣壓入作為儲氣室的密閉大容量地下洞穴，即將不可儲存的電能轉化成可儲存的壓縮空氣的氣壓勢能並貯存於貯氣室中。當系統發電量不足時，將壓縮空氣經換熱器與油或天然氣混合燃燒，導入燃氣輪機作功發電，滿足系統調峰需要。
2、CAES電站工作原理：壓氣機、電動機、貯氣室等組成的 系統中將電站低谷的低價電能通過壓縮空氣儲存在岩穴、廢棄礦井等儲氣室中，蓄能時通過聯軸器將電動機/發電機和壓氣機耦合，與燃氣輪機解耦合;電力系統峰荷時，利用壓縮空氣燃燒驅動燃氣輪機發電，燃氣輪機、燃燒室以及加熱器等即發電子系統，發電時電動/發電機與燃氣輪機耦合、與壓氣機解耦合。
四、壓縮空氣存儲空間：
1小/微型壓縮空氣蓄能電站：管道、大型罐子等壓力容器。
2大型壓縮空氣蓄能電站，三種存儲地點：地下鹽岩礦內的岩洞、現存礦洞或挖掘成的岩石洞、地下含水的岩石層。
五、CAES蓄能熱力過程中能量的轉化：
1、理想轉化過程
壓氣機壓縮空氣蓄能過程當作絕熱過程，空氣當作理想氣體，則此過程可逆，壓縮過程中工質的熵值為常數不變，因此理想絕熱壓縮過程為等熵壓縮過程。因為在實際應用中，壓比高達70倍以上，最大溫度高達1000K以上，這對於存儲空間來說是不可接受的，因此必須把進入存儲空間之前的高壓、高溫氣體降溫，所釋放熱量可以被熱能存儲設備保存起來，在利用壓縮空氣發電時用來加熱壓縮空氣。氣體在理想過程中的T-S圖如下，其中1-2為等熵壓縮過程，2-3為等壓冷卻過程，冷卻到貯氣室溫度，3-4為等壓加熱過程，4-5為等熵膨脹過程。
1、實際轉化過程
實際過程與理想過程相比，主要有以下幾方面的差異：一是空氣在壓氣機中壓縮不是理想的等熵過程，它們與理想循環的差異分別用壓氣機效率來衡量;二是實際循環中工質不再視為比熱不變的理想氣體，其比熱將隨溫度和組分的變化而改變;三是在工作的過程中進、排氣過程有壓損，儲氣室中有壓損。因此，整個系統的存儲效率在65%左右，最高可到70%。
六、CAES發電系統熱力過程：
1、理想熱力過程
在發電子系統中，包括三個熱力過程：
1)等壓加熱及燃燒過程：燃燒過程是在燃燒室中完成的，從儲氣室出來的高壓氣體吸收噴入燃燒室的燃料釋放的熱量，燃燒過程的結果是使工質吸收了外界加入的熱量，而沒有與外界發生機械功的交換。
2)絕熱膨脹過程：此過程在透平中完成，過程中工質狀態參數也將按絕熱過程的規律進行變化。
3)等壓放熱過程：透平出口空氣通過向大氣環境放熱來完成。
理想熱力過程可以用壓容圖(p-v)和溫熵圖(T-s)來表示，如下圖中2』-2-3，3-4，4-1曲線部分。
2、實際熱力過程
發電子系統實際熱力過程中，影響因素主要有燃燒室的燃燒效率，燃氣透平的等熵膨脹效率，還有反映流動過程壓力損失的性能參數(如燃燒室壓力損失系數)等。
七、CAES電站的發展趨勢：
1、改進燃氣輪機循環，應用回熱技術。
2、應用聯合循環技術。
3、機組和電站的大型化、自動化。
4、用於分布式能量系統及熱、電、冷聯供，應用微型、小型燃氣輪機組成的微型或小型CAES電站，可在投入較少的情況下，調節峰谷差，保證供電質量。
5、進一步發展存儲空間。

⑤ 壓縮空氣儲存的能量與容器的關系

單位容器中儲存能量的多少，即儲能密度與儲氣的壓力有關，壓力越大，儲存的能量越多。

儲存的能量計算：(可以在熱力學書上找等溫過程過程功的計算公式）
由於等溫壓縮過程才能使得達到同樣壓力所耗功最少，因此我們考慮在等溫過程中的壓縮
假設壓縮空氣服從理想氣體定律，pV=nRT=constant
從一個過程的初始狀態A，到最終狀態B，假設絕對溫度恆定的TA=TB，我們的壓縮做作所需的功為（負），膨脹做功為（正），那麼壓縮耗功為：W=pAVAln(pA/pB)
例子：我們多少能源可以存儲在1立方米的儲存容器，在70巴（7.0兆帕）的壓力下，如果環境壓力是1巴（0.1兆帕）。在這種情況下，壓縮耗功即儲存的能量為：
W = 7.0兆帕×1立方米×ln（0.1兆帕/ 7.0兆帕）= -29.7MJ的。（符號代表壓縮外界輸入系統的功）

⑥ 風力發電是如何儲能的

風力發電儲能方式主要有飛輪儲能、抽水蓄能、液流電池、鋰電池、超級電容器、超導、壓縮空氣儲能等幾種形式。

飛輪儲能

飛輪儲能是一種機械儲能方式，其基本原理是將電能轉化為飛輪轉動的動能，並且長期儲存起來，需要時再將飛輪轉動的動能轉換為電能，供給電力用戶使用。高強度碳素纖維和玻璃纖維材料、大功率電力電子變流技術、電磁和超導磁懸浮軸承技術促進了儲能飛輪的發展。
飛輪儲能的功率密度大於5Kw/kg，能量密度大於20kwh/kg，效率大於90%。其優點在於無污染、無雜訊、維護簡單、可持續工作。飛輪儲能主要用於不間斷電源、應急電源、電網調峰和頻率控制。
目前飛輪儲能技術正在向大型機發展，其難點主要集中在轉子強度設計、低功耗磁軸承、安全防護等方面。

抽水儲能

抽水蓄能是在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫，將電能轉化為重力勢能儲存起來，在電網負荷高峰期釋放上池水庫的水發電。
抽水蓄能的釋放時間可以從幾個小時到幾天，綜合效率在70—85%之間，主要用於電力系統的調峰填谷、調頻、調相、緊急事故備用等。抽水蓄能電站的建設受地形制約，當電站距離用電區域較遠時輸電損耗較大。

液流電池

液流電池或稱氧化還原液流蓄電系統，與通常蓄電池的活性物質被包容在固態陽極或陰極之內不同，液流電池的活性物質以液態形式存在，既是電極活性材料又是電解質溶液，它可溶解於分裝在兩大儲液罐的溶液中，由各個泵使溶液流經液流電池，在離子交換膜兩側的電極上分別發生還原和氧化反應。這種電池沒有固態反應，不發生電極物質結構形態的改變，與其它常規蓄電池相比，具有明顯的優勢。
液流電池的儲能容量取決於電解液容量和密度，配置上相當靈活只需增大電解液容積和濃度即可增大儲能容量，並且可以進行深度充放電。 鋰離子蓄電池
鋰離子電池與現有的鉛酸電池、鎳氫電池等電池相比有諸多優點，如無記憶效應、高工作電壓、低自放電率、無環境污染性、高能量密度等，在電子消費品領域應用十分普遍。現在國內外都在大力研發新式的儲能電池，其中鋰離子蓄電池備受關注。
磷酸亞鐵鋰電池是最有前途的鋰電池。磷酸亞鐵鋰材料的單位價格不高，其成本在幾種電池材料 中是最低的，而且對環境無污染。磷酸亞鐵鋰比其他材料的體積要大，成本低，適合大型儲能系統。

由於工藝和環境溫度差異等因素的影響系統指標往往達不到單體水平，使用壽命只要單體電池的幾分之一甚至十幾分之一。大容量集成的技術難度和生產維護成本使這種電池短期內很難在電力系統中規模化使用。

超級電容器

超級電容器又可稱為超大容量電容器、雙電層電容器、（黃）金電容、儲能電容或法拉電容。眾所周知，化學電池是通過電化學反應，產生法拉第電荷轉移來儲存電荷的，而超級電容器的電荷儲存發生在電極\電解質的形成的雙電層上以及在電極表面進行欠電位沉積、電化學吸附、脫附和氧化還原產生的電荷的遷移。與傳統的電容器和二次電池相比，超級電容器的比功率是電池的10倍以上 ，儲存電荷的能力比普通電容器高 ，並具有充放電速度快、對環境無污染、循環壽命長、使用的溫限范圍寬等特點。在風力發電系統直流母線側並入超級電容器，不僅能想蓄電池一樣儲存能量，平抑由於風力波動引起的能量波動，還可以起到調節有功無功的作用。
但由於超級電容器較為昂貴，在電力系統中多用於短時間、大功率的負載平滑和電能質量調節，如大功率直流電機的啟動支持動態電壓恢復等，在電壓跌落和瞬態干擾時提高供電水平。

超導儲能

超導儲能系統是利用超導線圈將電磁能直接儲存起來，需要時再將電磁能返回電網或其它負載的一種電力設施，它是一種新型高效的蓄能技術。超導蓄能系統主要由電感很大的超導蓄能線圈、使線圈保持在臨界溫度以下的氦製冷器和交直流變流裝置構成。
當儲存電能時，將風力發電機的交流電，經過交-直流變流器整流成直流電，激勵超導線圈。發電時，直流電經逆變器裝置變為交流電輸出，供應電力負荷或直接接入電力系統。由於採用了電力電子裝置，這種轉換非常簡便、響應極快，並且儲能密度高，結構緊湊。不僅可用於降低甚至消除電網的低頻功率振盪，還可以調節無功功率和有功功率，對於改善供電品質和提高電網的動態穩定性有巨大的作用。它的蓄能效率高達90%以上，遠高於其他蓄能技術。小容量超導蓄能裝置已經商品化。供電力系統調峰用的大規模超導蓄能裝置，在大型線圈產生的電磁力的約束、製冷技術等方面還未成熟，各國正在加緊研究。

壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能是在電力系統峰荷時，利用壓縮空氣儲存的能量發電，向系統供電；在系統低谷時，利用電網中的富餘電力，通過空氣壓縮機儲存能量。與抽水儲能方式相似，這種儲能方式也需要特定的地形條件，即需要特定的洞穴用於儲存風能。在風力強，用電負荷小時，將風力發電機發出的多餘電能將空氣壓縮並儲存在洞穴中；而在無風或負荷增大時，則將儲存在洞穴內的壓縮空氣釋放出來，形成高速氣流，推動渦輪機轉動，並帶動發電機發電，供應負荷。壓縮空氣蓄能發電系統的關鍵是氣室的密封性、經濟性、可靠性等。
除此之外，還有一些風力發電儲能技術：

鉛酸電池

鉛酸蓄電池主要特點是採用稀硫酸做電解液，用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負極的一種酸性蓄電池，具有成本低、技術成熟、儲能容量大（已達到MW 級）等優點，主要應用於電力系統的備載容量、頻率控制，不斷電系統。然而，它的缺點是儲存能量密度低、可充放電次數少、製造過程中存在一定污染等。 鎳鎘電池
鎳鎘電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學反應，其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性，防止結塊，並增加極板的容量。電解液通常用氫氧化鉀溶液。鎳鎘電池具有大電流放電特性、耐過充放電能力強、維護簡單、循環壽命長等優點，最早應用於手機、筆記本電腦等設備。當然，鎳鎘電池的「記憶效應」會逐漸降低電池的容量。此外由於其存在重金屬污染已被歐盟組織限用。

⑦ 什麼是壓縮空氣儲能

外電報道，比爾蓋茨參與投資空氣壓縮儲能新秀企業光帆能源(LightSail Energy)D輪融資3730萬美元，因看好其未來新能源前景。壓縮空氣儲能的原理是空氣壓縮時儲能，膨脹時發電，利用低谷、風電、太陽能等不易儲藏的電力來儲能，在需要的時候發出來，完全不受地理條件的限制。