壓縮空氣儲能系統(tǒng)儲氣裝置研究現(xiàn)狀與分析

趙強(qiáng) 郭陽

摘要：隨著資源的不斷消耗，人們開始研發(fā)一種可以儲能的系統(tǒng)，用于儲存那些制造出來不易保存的能量。其中空氣的壓縮利用就需要一種有效的儲能裝置，本文主要介紹一下儲能系統(tǒng)的分類和具體的儲能裝置有那些。

關(guān)鍵詞：壓縮空氣；儲能系統(tǒng)；儲能裝置

壓力的不同

伴隨著1949年壓縮空氣理論的誕生，人們已經(jīng)制造出了很多的壓縮空氣使用設(shè)備。由于需求的不同很多的設(shè)備都需要不同的大氣壓力來進(jìn)行啟動，根據(jù)實際設(shè)備的氣壓要求進(jìn)行選擇和設(shè)計壓縮空氣的設(shè)備。按照空氣被壓縮的壓力大小也可以進(jìn)行分類，通常有低壓、中壓、高壓和超高壓等幾種，通過分類可以看出不同的壓力對應(yīng)著不同的使用設(shè)備，將壓縮空氣進(jìn)行緊密的分類，可以保障讓盡量多的壓縮空氣可以被人們使用，這樣就不會造成資源的浪費。

移動的方式

壓縮空氣儲能系統(tǒng)按照移動的方式可以分為固定式和流動式，這兩種都有自己的優(yōu)缺點，固定式的壓縮空氣儲能系統(tǒng)由于不能移動，在使用便捷性上沒有移動性的儲能系統(tǒng)更加方便，但是固定式的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的一大優(yōu)勢就是它可以儲存非常多壓縮空氣，在使用時候可以源源不斷的為使用設(shè)備供應(yīng)空氣動力。移動式的空氣儲能設(shè)備就沒有固定式儲能設(shè)備儲存的壓縮空氣多，在使用的過程中要根據(jù)實際的使用情況，不然就會出現(xiàn)動力不足的情況出現(xiàn)，但是由于移動式空氣儲能設(shè)備可以隨著使用設(shè)備的使用環(huán)境的不同進(jìn)行移動，及時快速的幫助使用設(shè)備進(jìn)行施工。

壓力的變化

在壓縮空氣儲能系統(tǒng)的分類中還可以按照出儲能系統(tǒng)中壓力的大小變化，分為恒壓儲能設(shè)備和變壓儲能設(shè)備，在恒壓的空氣儲能設(shè)備中隨著人們的不但使用，恒壓容器內(nèi)的氣壓開始了逐漸的下降，隨著氣壓的下降要保持恒壓容器內(nèi)氣壓的維持不變，就從蓄水設(shè)備中抽取一定的水分來補(bǔ)充損失的氣壓，保障恒壓容器內(nèi)的氣壓穩(wěn)定，在恒壓儲能設(shè)備內(nèi)的氣壓到達(dá)了一定的臨界值時，恒壓設(shè)備的空氣壓縮機(jī)就會對恒壓容器內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充壓縮的空氣，直到恒壓容器內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定的壓力值。但是隨著恒壓設(shè)備的不斷使用，恒壓容器內(nèi)的水分被反復(fù)的排除和引入，隨著設(shè)備的逐漸老化，恒壓容器內(nèi)水分開始逐漸的增多，但是恒壓內(nèi)分的增多會占用容器內(nèi)一定的空間，這樣恒壓容器內(nèi)可以儲存的壓縮空氣就會減少，在使用的過程中恒壓儲能設(shè)備就會頻繁的進(jìn)行工作，通過空氣壓縮機(jī)的工作來保證恒壓容器內(nèi)氣壓達(dá)到了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，這樣不僅沒有有效的利用空氣資源，并且浪費了大量的電能，沒有實現(xiàn)能源再利用的基本目的，為此我們在恒壓工作機(jī)運行一段時間后就要對恒業(yè)設(shè)備進(jìn)行排水處理，將恒業(yè)儲能罐內(nèi)的工作容積達(dá)到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。

在不受外界環(huán)境干擾的環(huán)境下，一個擁有一定容器的儲能設(shè)備在使用的過程中容器內(nèi)壓縮空氣的壓力隨著設(shè)備的不斷使用，儲能容器內(nèi)的氣壓不斷的減少，并且容器內(nèi)的氣壓也產(chǎn)生了一定的壓力變小，這樣的儲能系統(tǒng)被人們稱為變壓儲能設(shè)備。

壓縮空氣儲能系統(tǒng)中儲氣裝置的分析

鹽巖洞儲氣裝置

有時實際的壓縮空氣需求量是非常大的，需要一個比較穩(wěn)定的儲能裝置，如果在設(shè)備的周邊建設(shè)一個壓縮空氣儲能系統(tǒng)需要很大的投資，為了有效的節(jié)約資源實現(xiàn)資源的最大化利用，我們選用一些天然的儲能洞穴，其中鹽巖洞就是一個非常好的壓縮空氣儲能設(shè)備，并且鹽巖結(jié)構(gòu)擁有非常好的彈性和密封性，我們可以將地下的鹽巖洞穴進(jìn)行一定的改造，形成一個可以儲存大量壓縮空氣的環(huán)境。這樣的工作設(shè)想不是沒有實現(xiàn)，在美國一家電力設(shè)備需要使用大量的壓縮空氣，建造儲能系統(tǒng)有會導(dǎo)致投資過大，為此一家空氣壓縮儲存工資在電場下方300米處合理的利用了一個廢棄不用的鹽巖礦洞，通過向礦洞內(nèi)注入壓縮后的空氣，最后我們發(fā)現(xiàn)該礦洞的空氣壓縮壓力達(dá)到了7MPA左右，這樣的儲存方式不僅方便快捷，而且做到了廢物利用沒有再消耗其他更多的資源。

礦井和洞穴

在礦井和洞穴作為壓縮空氣的儲存環(huán)境要比鹽巖洞的儲存效果更好，主要是由于礦井和洞穴的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且內(nèi)部的空氣密封性也比較好。我們可以將壓縮空氣注入到礦井和洞穴中去，進(jìn)行密閉保存在使用的時候在利用相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行引導(dǎo)，礦機(jī)和洞穴由于巖石的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，因此可以承受的壓指數(shù)也是比鹽巖洞的壓力值高出很多，一般情況下是達(dá)到11MPa左右，比尋常的空氣壓縮機(jī)都承受的壓力大，并且儲存的容量也是非常大的。

地下含水層

地下含水層也是一個很好的壓縮空氣儲備環(huán)境，我們所知的海底天然氣就是儲備在地下，并且儲存在地下的含水層有很好的安全保護(hù)效果，并且水也是非常好的密封物體，我們將壓縮空氣儲存在地下的含水層在進(jìn)行周邊區(qū)域的施工作業(yè)的時候，就可以很好利用這些壓縮空氣資源。

儲氣罐

儲氣罐是一種常見的壓縮空氣儲存設(shè)備，儲氣罐一般都是在大型的工廠內(nèi)，由于儲存大量的壓縮空氣，并且隨著工廠車間設(shè)設(shè)備的不斷使用，儲氣罐設(shè)備還可以進(jìn)行進(jìn)行及時補(bǔ)充壓力，時刻保障工廠車間內(nèi)動力的充沛。

結(jié)語

綜上所述，壓縮空氣儲能系統(tǒng)還需要不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，在今后的發(fā)展中一定要保證資源的可重復(fù)利用。