一、技术背景
为解决可再生能源的不稳定性问题,推进我国的能源转型,储能技术成为能源领域的研究热点之一。以二氧化碳为工质的低温储热型物理储能技术,不仅提供了一种新型的可实现大规模储能的能量存储方法,同时也为二氧化碳的循环再利用提供了一种新的技术途径。
二、技术原理
在储能阶段,利用富余的电能(如低谷电力、过剩风电等),通过电动机带动压缩机,将二氧化碳进行压缩。压缩之后,通过换热器换热,收集压缩过程热(150℃左右)并实现存储;同时将二氧化碳存储于高压储罐中。在释能阶段,二氧化碳由高压储罐释放,再次经过换热器换热,吸收存储的压缩热,实现温度回升,随后进入透平膨胀机对外做功,带动发电机发电,完成电力供应。
图1.系统流程
图2 系统温熵图
三、技术优势
以二氧化碳为工质的低温储热型储能系统,其优势主要在于:
1.利用低温储热方式,可以在保证系统有较高储能效率(约60%)的基础上,降低传统压缩气体类储能系统高温储热造成的系统设计、材料选取等方面的要求,方案可行性更强;
2.利用二氧化碳的高密度特性,可提高系统的储能密度,大幅度降低存储容器的体积;与传统压缩空气储能系统相比,以二氧化碳为工质时的储能密度是空气储能密度的5-20倍,拥有更高的应用灵活性;
3.与传统压缩空气储能系统相比,以二氧化碳为工质时储能系统核心部件(压气机、膨胀机、换热器等)的体积更小,整体系统结构更加紧凑,更有利于商业化应用。
四、应用场景
可再生能源利用、二氧化碳循环利用、电能的削峰填谷等。
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