我们回顾了具有等速储层的晚期绝热压缩空气存储厂的分析模型的文献,重点是可以从模型中提取的见解。审查表明,文献中缺少拥有绝热储层,绝热涡轮机械以及没有油门的植物的模型。假设植物在准稳态状态下运行,我们继续得出这种模型,可以将空气视为热量和热完美的气体,并且热能存储单元不含热和压力损失。模型导致关键性能指标的封闭式表达式,例如植物效率和体积能量密度,就组成效率和压力比而言。这些表达式的推导基于涉及温度和压力的同时时间变化的近似积分。近似值导致相对误差小于1%。模型表明压缩和扩展工作,植物效率和最高工艺温度显示最小。该模型还表明,对于给定的非二维存储容量和最大储层压力,最小化最大过程温度的植物的最大效率大约等于最大化效率的植物的最低效率。对于具有绝热洞穴和绝热热能储存单元的两阶段工厂,我们的分析模型预测体积能量密度在4.76%以内,表明它足够准确,可以用于初始植物设计。
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用于压缩空气储能的多级径向流泵涡轮机:实验分析和建模 Egoï Ortego 1,2 , Antoine Dazin 1 , Frédéric Colas 3 , Olivier Roussette 1 , Olivier Coutier Delgosha 1,4 , Guy Caignaert 1 1 Univ.里尔、法国国家科学研究院、ONERA、巴黎高科艺术与工学院、里尔中央理工学院、UMR 9014-LMFL - 里尔流体力学实验室 - Kampé de Fériet,F-59000,里尔,法国。 2 MINES ParisTech-PSL 研究型大学-CES,法国帕莱索 3 Univ.里尔,巴黎高工学院,里尔中央理工学院,HEI,EA 2697 - L2EP - 电工技术与电力电子实验室,F-59000 里尔,法国 4 Kevin T. Crofton 弗吉尼亚理工大学航空航天与海洋工程系,弗吉尼亚州布莱克斯堡 24060,美国 摘要 近年来,能源格局演变引发了网络管理问题,例如可再生生产来源的日益整合,这些变化刺激了与电网相连的存储系统的不断发展。在现有的存储技术中,水气系统似乎提供了一种清洁、廉价的能源存储解决方案。本研究分析了使用旋转动力可逆泵/涡轮的闭式循环空气-水直接接触积累系统。使用独特的能量转换机器和易于回收的材料可以实现经济高效、环保且使用寿命长的存储技术。本文重点介绍该系统在实验室环境中的实验实现与分析,以及其多物理动态行为的建模。为了应对系统多变的运行条件,成功测试了两种不同的液压机实时控制策略。最后讨论了整体系统效率。效率控制策略实现了31%的往返效率,功率控制策略分别使充电和放电模式下的交换功率精度达到5%和23%。多物理动态模型导致涡轮机模式加速度预测的误差为 4%,这表明这种建模方法对于此类瞬态系统具有重要意义。术语符号希腊符号和运算符定容比热容 (J/(kg.K))Δ差
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摘要 - 本文介绍了基于经济标准的PV阵列和风力涡轮机发生的大型和小规模压缩空气存储(CAE)的经济和实验研究。详细介绍了具有三个不同案例研究的两个不同的CAES系统。第一个型号包括涡轮,压缩机和存储储层量的风力涡轮机,压缩机和存储库,分别为220 MW,200 MW和150,000 M3。一个小的CAES功率系统由Bergey Excel-S 10 kW的5 kW隔离载荷组成,以调查提出的模型的有效性,以研究另一种应用。第二个介绍的模型基于PV面板提供的实际原型测试和实验室测量。一个原型模型的构建较小,以指示系统特性及其主要有效参数。此外,基于提议的原型系统的基础知识将对孤立的埃及村庄(halayeb)进行的案例研究作为第三个案例研究。结果证明了CAES系统提供网格隔离村庄的家庭负载的能力。最后,该论文对提出的系统进行了经济分析。
❖ 所有案例均基于氢气储存 • 案例 0 中氢气盐丘储存洞穴在 150 bar (2,176 psi) 下充电 • 案例 0A 中氢气地上储存在 150 bar (2,176 psi) 下充电 • 案例 1 中氢气地上储存在 500 bar (7,252 psi) 下充电 • 案例 0B 是基于案例 0 的经济方案,没有电解器
由于化石燃料资源有限,能源需求的增加以及维持积极的环境影响的需求,将太阳能(CSP)植物作为一种有前途的技术促使世界驱使世界找到新的可持续和竞争能源生产方法。配备热量储能(TES)的CSP工厂的调度能力超过了光伏(PV)单元,并增强了能源系统性能的可持续性。但是,由于其高投资,与PV工厂相比,限制CSP工厂的应用是一个挑战性的问题。本文提出了一个模型,可以与CSP工厂组装组合的热量和功率(CHP),以增强热量利用并降低工厂的整体成本,因此,可以更经济地实施研究所证明的CSP福利。此外,压缩空气储能(CAE)与CSP-TES-CHP工厂一起使用,以便促进CHP的热电解耦。因此,创建的虚拟发电厂(VPP)是用于大电网的合适设计,可以通过热电限制来对市场进行热量和电力,而无需限制市场。此外,VPP的日常产品策略被建模为混合整数线性编程(MILP)问题,目的是最大化市场利润。模拟结果证明了所提出的模型的效率。与没有CAE的系统相比,拟议的VPP的利润增加了2%,每天市场电价最高增加6%。
为了减少温室气体排放和化石燃料对环境的影响,摩洛哥决定增加可再生能源的使用。可再生能源的间歇性导致电网不稳定。储能是解决这一问题的合适方法。压缩空气储能是一种将能量以高压压缩空气的形式储存在地上储罐或地下洞穴中的技术。大规模存储压缩空气能量需要在盐洞或含水层中储存大量能量。本文旨在找出整合地下压缩空气储能技术的好处。摩洛哥的一个案例研究用于估算能源加储能的平准化成本 (LCOES)。分析了摩洛哥太阳能和风能发电厂的年容量系数以及地下洞穴的潜力。结果表明,对于在卡萨布兰卡地区安装的 100 MW 容量的系统,绝热压缩空气储能系统 (ACAES) 与风力涡轮机装置的组合可提供每千瓦时最低的电价,平均 LCOES 为 0.04 美元/千瓦时。
压缩空气储能 (CAES) 系统在可再生能源的有效储存和利用中起着关键作用。本研究深入了解了不同涡轮机类型在三种 CAES 子技术 (D-CAES、A-CAES 和 UW-CAES) 中的应用及其与存储大小的关系。全面的文献综述和分析揭示了轴流式涡轮机、径向涡轮机和准涡轮机在不同 CAES 系统中的广泛应用。还探讨了存储大小与涡轮机选择之间的相关性,强调了大型系统中对轴流式涡轮机的偏好以及小型和微型 CAES 系统中对径向涡轮机的偏好。然而,本研究也存在一些局限性,主要是缺乏对实际运行条件下涡轮机性能的深入分析,特别是在处理变化的负载和不稳定的压力条件时。此外,由于文献资源有限,没有讨论中型 CAES 系统。未来的研究应侧重于解决这些限制,以增强涡轮机在 CAES 系统中的应用和优化。总之,深入研究CAES技术及其关键组件对于实现未来更加可持续、高效的能源系统至关重要。