图解压缩空气储能原理

压缩空气储能，简称CAES（Compressed-Air Energy Storage）。

压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的多余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴，也可以是报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井，当电力系统发电量不足时，将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧，导入轮气机作功发电。

1、模式一：储能模式

压缩空气储能，在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，并将空气高压密封在，如图1所示：

图1 压缩空气储能模式

2、模式二，发电模式

在电网负荷高峰期，释放压缩空气，推动汽轮机发电，如图2所示。

图2压缩空气发电模式

3、实际运行模式

在实际过程中，空气被压缩后，温度会升高并释放热量，所以实际使用中，需要对空气进行冷却，如图3所示

图3 空气压缩冷却后进入储气装置

在实际的释能发电过程中，压缩空气膨胀做功过程中，温度会下降并需要吸收热量，所以实际使用中，需要对空气进行预加热或者通过燃烧室升温，如图4所示

图4 压缩空气膨胀发电

4、空气储能特点

优点：压缩空气储能具有很好的调峰功能，尤其适合大规模风场场景，风能产生的机械功可以直接驱动压缩机旋转，减少了中间转换成电的环节，从而提高效率。

不足之处：需要大型储气装置，空气储能效率较低。由于空气受到压缩时温度会升高，空气释放膨胀的过程中温度会降低。在压缩空气过程中一部分能量以热能的形式散失，在膨胀之前就必须要重新加热。通常以天然气作为加热空气的热源。