一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统

技术领域

本发明涉及电力储能技术领域，具体是指一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的物质基础。近年来，随着化石能源的消耗量急剧增加，由此带来的常规能源短缺、温室气体排放等问题日益严重，因此加强风能、太阳能等具有代替作用的可再生能源的开发可用尤为重要。

现在已经存在多种储能技术，比如抽水蓄能技术、压缩空气储能技术、超级电容储能技术、电池储能技术等，但成本低廉、具有大规模应用条件的大容量的储能技术只有抽水蓄能和压缩空气储能，而且它们都有各自的局限性。抽水蓄能电站的建设对地理地形条件有严格的限制，即必须有两个大容量的水池以及足够高的落差才能具有可行性，并对周边生态环境有很大影响；传统压缩空气储能的主要缺点是需要消耗大量燃气，产生碳排放，而且效率不高，导致其应用推广受到限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统，包括水力蓄能系统以及空气蓄能系统；

所述水力蓄能系统包括高位水源以及水力发电机组；所述水力发电机组设于高位水源，流水推动做功发电；所述空气蓄能系统包括下位水气共存腔体、空气压缩机组以及排气口；所述水气共存腔体上设置有进水口，通过输水管与高位水源连接；所述空气压缩机组与水气共存腔体连接且相通，所述排气阀设置于水气共存腔体底部。

作为改进，所述空气压缩机组通过连接管路与所述储气库的顶部相连，所述连接管路上设置有进气阀。

作为改进，所述水气共存腔体上设置有排水口，通过排水管与高位水源连接。

作为改进，所述水气共存腔体底部设有与排气阀配合的气体储能组。

作为改进，所述高位水源为密闭腔体，所述排气阀上设有与密闭腔体连接的排气管路。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明将电能以压缩空气势能的形式进行存储或作为平原水力发电系统作用，针对负荷需求和发电处理出现差异的问题，可以起到削峰填谷、平滑负荷的作用，空气势能变为稳定压强水势能，水可继续传输至高位水源，储存为重力势能，同时排出的空气可通过气体储能组转换为电能；本发明成本低、效率高、寿命长、绿色环保、对生态无影响，降低电网碳排放。

附图说明

图1是本发明一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统的实施例一结构示意图。

图2是本发明一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统的实施例二结构示意图。

如图所示：1、水力蓄能系统，2、空气蓄能系统，3、高位水源，4、水力发电机组，5、水气共存腔体，6、空气压缩机组，7、排气口，8、连接管路，9、排水管，10、气体储能组，11、排气管路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统做进一步的详细说明。

结合附图，一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统，包括水力蓄能系统以及空气蓄能系统；

所述水力蓄能系统包括高位水源以及水力发电机组；所述水力发电机组设于高位水源，流水推动做功发电；所述空气蓄能系统包括下位水气共存腔体、空气压缩机组以及排气口；所述水气共存腔体上设置有进水口，通过输水管与高位水源连接；所述空气压缩机组与水气共存腔体连接且相通，所述排气阀设置于水气共存腔体底部。

所述空气压缩机组通过连接管路与所述储气库的顶部相连，所述连接管路上设置有进气阀。

所述水气共存腔体上设置有排水口，通过排水管与高位水源连接。

所述水气共存腔体底部设有与排气阀配合的气体储能组。

所述高位水源为密闭腔体，所述排气阀上设有与密闭腔体连接的排气管路。

本发明原理：依据空气与水的共性与区别设计，1、水的密度大不容易压缩，空气的密度小，容易压缩，2、水的质量大，有特定的流动方向，空气质量轻，流动方向只局限于空气密度及压力。综合水和空气的特性，和密闭空间相对于标准大气压的作用，密闭空间储存为没有做功条件的水，当空气进入到空间时由于水占据着空间，压缩空气无法进入，打开排水系统会形成一个根据进入的压缩空气压力的，空气进入，水排出，的高压空气与水在容器内的交换。而根据水和空气在标准大气压下的压力对比，容器内排出的水就能与进入到容器内的压缩空气的压力成正比排向高处，在容器内压缩空气和水的置换过程中，压缩空气所具备的能量是没有消耗的，可作为弹性势能储存。

本发明一种基于空气压缩技术的抽水蓄能节能系统的具体实施过程如下：

高位水源流水推动水力发电机组进行做功储能，打开排气阀以及进水口(水进入时如果不打开排气阀门，容器内空气受到挤压，水便无法自然流入容器内)，高位水源水做功完成后经输水管向水气共存腔体内注水，水气共容体内水注满以后，关闭排气阀以及进水口；打开排水口，利用电利系统带动空气压缩机组向容器内注入压缩空气，水气共存腔体内的大气压力不断升高，连接高位水源的管道内的水就会不断提升高度，进入到高位水源，通过排水管传输至高位水源存储重力势能，下水位水气共容体内的水排空以后关闭空气压缩机组和排水口；打开水气共存腔体的排气阀让压缩空气流出对气体储能组做功，空气放完为止；

高位水源为密闭腔体时，可根据空气的流动特性，通过水气共存腔体的排气阀将高压空气排放至高位水源的腔体内增压，改变高位水源腔体内的大气压力，提高放水发电时水的动能。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。