储能已成为新型电力系统发展建设中的重要内容。海上风电、波浪能、潮汐能、水面光伏等形式的新能源的兴起,使水下亦成为需要储能施展作用的环境之一。在诸多手段中,水下压缩空气储能和水下抽水蓄能是2种有望在水下实现电网规模能量存...储能已成为新型电力系统发展建设中的重要内容。海上风电、波浪能、潮汐能、水面光伏等形式的新能源的兴起,使水下亦成为需要储能施展作用的环境之一。在诸多手段中,水下压缩空气储能和水下抽水蓄能是2种有望在水下实现电网规模能量存储的可行方案。文章首先简要盘点了现有的多种水下储能方式——包括水下的电化学储能、重力储能、浮力储能等,并着重关注水下压缩空气储能(underwater compressed air energy storage,UCAES)与水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)2项技术;之后,文章论述了UCAES与UPHS的基本原理,分析二者的研究进展和挑战;最终,该文归纳比较了二者已有的工程实例和未来前景,对于水下抽蓄还从可行地点选址的角度展望了其在中国的建设潜力。展开更多
水下压缩空气储能(underwater compressed air energy storage,UCAES)技术定压储取能,系统能量回收效率高且储能密度大,与海上风电在空间位置上天然契合。为提高UCAES的性能,构建了储取能过程数学模型,模拟分析了影响UCAES性能的关键因...水下压缩空气储能(underwater compressed air energy storage,UCAES)技术定压储取能,系统能量回收效率高且储能密度大,与海上风电在空间位置上天然契合。为提高UCAES的性能,构建了储取能过程数学模型,模拟分析了影响UCAES性能的关键因素并探索了提效技术。主要研究成果如下:1)针对数学模型的求解难题,提出了以能量回收效率最高作为目标函数和以热回收介质流量作为决策变量的求解方法,确定了空气和热回收介质的最佳质量配比;2)为明确定容和定压压缩空气储能的性能差异,通过对比分析了二者的工作过程,揭示了储罐压力的变化是影响性能的最关键因素,UCAES的能量回收效率和储能密度比定容压缩空气储能分别提高8.25%和120.82%;3)量化分析了设备性能和储能深度对储能性能的影响,指出提高膨胀机效率对能量回收效率的提升更有效,而深度直接决定了储能密度;4)提出了电加热提升膨胀机进气温度的提效技术,该技术提高了系统发电量并产生大量热能,加热用电能中约1/3又转化为电能,约60%转化为可利用热能,为北方濒海城市可再生能源规模化供暖提供了新选择。成果可为后续UCAES工程的建设和推广提供参考,可为海上风电的大规模发展提供坚实支撑。展开更多
文摘储能已成为新型电力系统发展建设中的重要内容。海上风电、波浪能、潮汐能、水面光伏等形式的新能源的兴起,使水下亦成为需要储能施展作用的环境之一。在诸多手段中,水下压缩空气储能和水下抽水蓄能是2种有望在水下实现电网规模能量存储的可行方案。文章首先简要盘点了现有的多种水下储能方式——包括水下的电化学储能、重力储能、浮力储能等,并着重关注水下压缩空气储能(underwater compressed air energy storage,UCAES)与水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)2项技术;之后,文章论述了UCAES与UPHS的基本原理,分析二者的研究进展和挑战;最终,该文归纳比较了二者已有的工程实例和未来前景,对于水下抽蓄还从可行地点选址的角度展望了其在中国的建设潜力。
文摘水下压缩空气储能(underwater compressed air energy storage,UCAES)技术定压储取能,系统能量回收效率高且储能密度大,与海上风电在空间位置上天然契合。为提高UCAES的性能,构建了储取能过程数学模型,模拟分析了影响UCAES性能的关键因素并探索了提效技术。主要研究成果如下:1)针对数学模型的求解难题,提出了以能量回收效率最高作为目标函数和以热回收介质流量作为决策变量的求解方法,确定了空气和热回收介质的最佳质量配比;2)为明确定容和定压压缩空气储能的性能差异,通过对比分析了二者的工作过程,揭示了储罐压力的变化是影响性能的最关键因素,UCAES的能量回收效率和储能密度比定容压缩空气储能分别提高8.25%和120.82%;3)量化分析了设备性能和储能深度对储能性能的影响,指出提高膨胀机效率对能量回收效率的提升更有效,而深度直接决定了储能密度;4)提出了电加热提升膨胀机进气温度的提效技术,该技术提高了系统发电量并产生大量热能,加热用电能中约1/3又转化为电能,约60%转化为可利用热能,为北方濒海城市可再生能源规模化供暖提供了新选择。成果可为后续UCAES工程的建设和推广提供参考,可为海上风电的大规模发展提供坚实支撑。
