多能互补压缩空气储能电站的构想

来源:中国能源报发布时间:2017-11-15 23:59:59

今年10月,国家能源局再次下发《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》,这是我国大规模储能技术及应用发展的首个指导性政策,进一步深化和完善了多能互补集成优化+储能的能源发展模式。

优势初显

目前,国内具有代表性的一批多能互补集成优化示范工程项目均在建设当中,例如属于能源消费终端电热冷气一体化集成的多能互补示范工程,包括武汉未来科技城多能互补示范工程项目、合肥空港示范区多能互补示范工程项目和青岛中德生态园多能互补示范工程等;属于大型综合能源基地风光水火储多能互补示范工程,包括宁夏嘉泽新能源智能微电网项目(已投运)和青海龙羊峡水光互补项目(已投运)等,其能源高效利用的优势已初现。

在国外,欧洲地区太阳能与其他能源相结合使用较多,例如丹麦主要采用太阳能与生物质能联合应用,这种能源利用方式得到了丹麦政府的大力支持。另外,瑞典在太阳能与生物质能结合方面也取得了丰富的经验。德国的供暖方式之一是采用太阳能与燃气互补系统。

除了上述的多能互补之外,利用主要可再生能源多能互补+压缩空气储能生产电力,将是一种完全意义上的清洁绿色能源方式,也是多能互补方面的一个重要领域,最近由国家专利局授权的《一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站》为此做出了有益探索。

设计关键点

岸线地带是海浪能、风能、太阳能三大能源集中区域,具有得天独厚的自然可再生能源区位优势,为三大自然能源多能互补+储能利用开辟了无限的想象空间。海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能电站原理及主要组成部分包括海浪能部分、风能部分、太阳能及换热器、压缩空气储能部分、涡轮发电机及控制系统6部分组成。

海浪能部分通过海水的浮力及波浪传播原理,采用海面点浮式捕获海浪能量方式,在岸线近海(海深可选择4m—7m)设置框架群与海底固定,每个框架内设置浮筒,浮筒被限制在框架内并可沿框架随海浪做上下垂直运动;气缸、集气管固定在框架伸出海面以上的部分,气缸布置在框架中心,浮筒通过连杆与气缸相连接(连杆与气缸内活塞相连);气缸上部设置出气单向阀与集气管相通,设置进气单向阀与外界大气相通;随着海浪的上下起伏,推动浮筒上下垂直运动,海浪从波谷向波峰上升阶段,浮筒受到海水浮力上升,气缸内空气被压缩压力增大,当压力值大于集气管中压力时,气缸出气单向阀打开向集气管输入压缩空气;海浪从波峰向波谷下降阶段,由于浮筒具有一定质量,带动连杆、活塞下行,气缸内空气压力值下降,气缸出气单向阀关闭,进气单向阀打开,外界大气进入气缸,为下次压缩做好准备;循环往复,外部大气被不断压缩进入集气管。

风能部分,风机分为水平轴风力机和垂直轴风力机两类,根据电站的特点,宜采用垂直轴风力机,通过自然风力吹动风力机扇叶旋转,带动风机轴旋转,通过一对伞齿轮将垂直扭矩传递给与之相连的水平布置的空压机轴,空压机将外界大气压缩,压缩空气进入集气管。空压机有很多形式,主要包括活塞往复式、叶片式、双螺杆等形式,双螺杆式空压机由于其输出压力平稳、寿命长等特点,可作为电站的首选。

太阳能部分,通过槽式太阳能集热管系统,将太阳能集热管中的传热介质(导热油)加热,被加热的传热介质通过换热器将集气管输入的涡轮机前压缩空气加热,使压缩空气进一步膨胀后喷入涡轮机。

压缩空气储能,系统中设置压缩空气储气罐,主要为在风力较小、海浪较低情况下,由风能、海浪能提供的压缩空气流量不足时,起到向系统中补充压缩空气的作用,以保证在一定时间内进入涡轮机的压缩空气达到设定流量和压强,保证电力输出的稳定、持续。为下个时段风力、海浪加大趋于正常值赢得时间,并再次将储能器充满。另外电站中的集气管,由于其管路较长、容积较大对压缩空气同样起到蓄能、稳流的作用。为增大储气罐压缩空气储量,可采用在进入储气罐前管道加装多级压缩机,利用自身发出的电力对压缩空气进行多级压缩,以获得较高压力值并存储。同时电站设计时要充分考虑结构的强度以抵御台风等恶劣天气的影响。

海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能电站有何优势?首先其原理、结构及设备简单,无任何复杂精密设备,降低工程造价,电力成本低。其次,能量采集范围面广量大,使能量更加趋于稳定,便于电力的大规模生产,解决了单一风力发电、太阳能光伏发电输出电力波动、断续及输出功率不能随负载变化得到控制等问题。第三,海岸线漫长,适合电站建设地点众多,并可作为离岸岛屿的分布式能源系统,可进一步实现冷、热、电三联产。第四,整个过程无任何污染,做到了清洁绿色环境友好。

潜力无限

我国是海洋大国,岸线长达18000多公里,特别是由于台湾海峡形成狭管效应,使东南沿海成为我国风能资源最佳的地区,风能又形成了较大的海浪,为电站建设提供了优良的自然条件。同时,沿岸地区经济发达,电力消耗量巨大,电网系统完善,多能互补电站的建设,可作为沿岸城市供电的补充,取代部分煤电,对环境保护具有重大现实意义,具有广阔的商业前景及社会效益。

电站具有向世界推广的巨大潜力,在地球表面,海洋面积占整个地球表面积的71%,陆地面积占总面积的29%,浩瀚的海洋、无尽的岸线为电站在世界范围推广奠定了基础。国外对可再生能源发电领域进行了长期的探索,但在海浪能、风能、太阳能三能联合发电方面鲜见其有理论或实验方面的报道,如果电站取得成功,将成为我国继深潜、高铁、可燃冰开采后走向世界的重大项目,赢得全球效益。

海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能电站,是一种纯粹意义上的多能互补集成优化利用可再生能源生产电力的解决方案,较完美诠释了多能互补集成优化+储能的理念,对于我国及世界由化石能源向可再生能源转型,将会产生深远的影响。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201711/16/128659.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
西南最大共享储能电站的“智慧大脑”:国能日新EMS⁺系统如何破解大型储能运营难题?来源:国能日新 发布时间:2025-11-04 16:23:23

面对风电、光伏等新能源大规模并网带来的波动性挑战,以及百兆瓦级储能电站的庞大调控管理需求,国能日新自主研发的储能智慧EMS系统,为贵州关岭200MW/400MWh共享储能项目贡献“智慧大脑”。国能日新EMS系统为独立储能参与电力交易提供数智化技术基础、开拓广阔的价值空间。

马来西亚:光伏发电已占可再生能源装机总量的92%来源:中国石油新闻中心 发布时间:2025-09-24 09:09:19

马来西亚官方数据显示,近年来,该国太阳能发电能力增长显著,如今已经占到该国可再生能源装机总量的92%。据了解,马来西亚设定了“到2025年可再生能源占比达31%、到2035年达40%”的目标。为实现这些目标,马来西亚政府出台多种政策和激励措施,刺激该国可再生能源的增长。与此同时,马来西亚政府还推出诸如上网电价等举措,以确保可再生能源目标顺利实现。不过,有业内人士指出,尽管马来西亚可再生能源增长迅速,但挑战仍存。

351.01MW,七批可再生能源发电补贴项目清单的公布来源:新能源云 发布时间:2025-07-22 09:48:47

此次纳入2025年第七批可再生能源发电补贴清单的项目共45个,核准/备案容量351.01兆瓦,其中:集中式发电项目11个、核准/备案容量310.40兆瓦,分布式发电项目34个、核准/备案容量40.61兆瓦。此次变更可再生能源发电补贴清单的项目共49个,核准/备案容量247.29兆瓦,其中:集中式发电项目1个、核准/备案容量200.00兆瓦,分布式发电项目48个、核准/备案容量47.29兆瓦。

海南“136号文”:机制电价竞价上限0.4298元/千瓦时,增量陆上风光项目执行12年!(征求意见)来源:光伏头条 发布时间:2025-07-11 11:49:43

光伏头条获悉,7月10日,海南省发展和改革委员会就《关于海南省深化新能源上网电价市场化改革的实施方案(征求意见稿)》公开征求意见。

风光协同,中广核为三晋发展贡献绿色动能!来源:中广核新能源 发布时间:2025-07-10 16:11:26

习近平总书记在山西考察时指出,要努力在推动资源型经济转型发展上迈出新步伐,奋力谱写三晋大地推进中国式现代化新篇章。

四川首个近零能耗大型教育类建筑!龙焱燚瓦助力树德中学打造绿色校园来源:龙焱能源科技 发布时间:2025-07-10 16:07:15

​在绿色低碳发展的大潮下,建筑光伏一体化(BIPV)正以其独特的优势引领着各行各业的绿色变革。

协鑫能科广东区域规模最大用户侧储能项目并网来源:协鑫能科 综合能源服务 发布时间:2025-07-10 15:29:40

​7月8日,由协鑫晟能综合能源服务有限公司投资建设的三菱电机(广州)压缩机有限公司2.9兆瓦/15兆瓦时用户侧储能项目顺利并网。该项目是协鑫能科在广东区域目前投运规模最大的用户侧储能电站,将为推动新型电力系统建设提供重要支撑。

重磅!海南省136号文省级文件征求意见,增量项目75%机制电量,执行12年!来源:卡片光伏 发布时间:2025-07-10 15:16:36

7月10日,海南省发改委发布关于公开征求《关于海南省深化新能源上网电价市场化改革的实施方案(征求意见稿)》意见的通知

“源网荷储智”转动零碳园区!固德威赋能打造国内首个重卡风光储充一体化标杆来源:固德威GOODWE 发布时间:2025-07-10 09:47:55

在“531新政”重塑光伏产业格局、部分省份区划为“光伏红区”的背景下,探索光储融合新路径成为破局关键。固德威于江西德安打造的风光储充一体化项目成功并网运行,正是这局势下的全新之路!该项目不仅是国内首个专为重卡充电打造的风光储充一体化标杆,更在“新政后时代”为工业园区智慧零碳供用电树立了典范。通过深度融合固德威核心技术与创新策略,项目实现了从“阳光”到“车轮”的全链路高效绿色赋能,其背后,正是固德威“源网荷储智”能源一体化解决方案的生动实践与成功落地。

深度 | 政策机遇与实践挑战并存 绿电直连探路前行来源:电联新媒 发布时间:2025-07-10 09:36:09

近日,国家发改委、国家能源局联合出台《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号,以下简称“650号文”)。650号文试图在电网的“主干道”供电之外,给与市场主体一个新的绿电采购选项:以用户为中心,开辟一条点对点的“专属通道”,允许新能源电站通过专用线路,直接供给特定的用电企业,使企业能够拥有一套“量身定制”的绿电供应方案。

天合光能:终端聚合撬动万亿市场,虚拟电厂跃升光储价值来源:天合光能 发布时间:2025-07-09 16:53:53

今年以来,“双碳”目标加速推进,国家发改委136号文、发改能源357号、发改办体政394号等重磅政策接踵发布,全面深化新能源全量上网,6月1日差价机制电价实施后,新能源电站不再具备保障性托底收购收益,市场化改革成为绿电应用的转型重点。光储市场扩张中,风光固有的间歇性、波动性、随机性等特征,让输配平衡难度持续上升,叠加消纳压力的不断增大,电网调节亟需智慧统筹主体参与进来,在此背景下,虚拟电厂应运而生,基于新型电力系统结构的完善,数字电厂可完成对电力市场化交易各方的协同管理,运用现代化信息通信及AI控制技术,