壓縮空氣蓄能電站

壓縮空氣蓄能（CAES）電站是一種新型電能存儲系統，具有動態回響快、經濟性能高、環境污染小等優點，可起到負荷平衡、戰略規劃、提高供電質量的作用。其經濟效益的來源可分為兩部分，靜態效益和動態效益。

基本介紹

• 中文名：壓縮空氣蓄能電站
• 外文名：CAES
• 屬於：新型電能存儲系統
• 特點：動態回響快、經濟性能高

概念

一種新型蓄能電站。它利用電力系統低容負荷時的多餘電能將空氣壓縮儲存在地下洞穴中，需要時再放出，經加熱後通過燃氣輪機發電機組發電，以供尖峰負荷的需要。供給燃氣輪機的能量是壓縮空氣的勢能和用以加熱空氣的燃料化學能的總和。壓縮空氣蓄能電站在一個充壓和釋放的循環中發出的電量大於充壓所需的電量。充、放能量之比稱為電量比，一般為0.72～0.80，它取決於電站的規模和設計情況。在發電過程中，燃料消耗大約為4220kJ/kWh。

原理

1978年聯邦德國在亨托夫成功地投運了一個 290MW的壓縮空氣蓄能電站，並獲得了優異的可利用率和可靠性。美國電力研究協會(EPRI)已深入細緻地研究了一個220MW的壓縮空氣蓄能電站。研究表明,有經濟效益的壓縮空氣蓄能電站是用25～50MW（或其倍數）的標準單元組裝而成的，可明顯地減少投資和規劃工作量。

壓縮空氣蓄能電站是在常規的簡單循環燃氣輪機電站基礎上發展起來的。壓縮空氣蓄能電站燃氣輪機的輸出功率是其軸功率的全部；而在常規燃氣輪機電站，輸出功率約為燃汽輪機軸功率的三分之一，其餘三分之二用於推動壓縮機。所以消耗同樣的燃料量，壓縮空氣蓄能電站的發電輸出是常規燃汽輪機電站的3倍。

與常規燃汽輪機電站不同，壓縮空氣蓄能電站的汽輪機和壓縮機布置在電動發電機組的兩端，分別用離合器連線，這樣可以各自獨立運行。 壓縮空氣蓄能電站壓縮空氣理想的儲存深度是 150～900m。在這樣的深度下，每天的溫度、壓力變化不大時，空氣庫實際上是嚴密不漏的，也比較穩定。空氣可以儲存在岩鹽或岩石中的人工洞穴中，也可利用天然的疏鬆的岩石含水層。

優點

① 經濟可靠

壓縮空氣蓄能電站可改進電網負荷率，提高了經濟性，使系統中大型發電機組的負荷波動減小，提高了它們的可靠性。

② 布置靈活

和抽水蓄能電站相比，壓縮空氣蓄能電站址選擇靈活。它不需建造地面水庫，地形條件容易滿足。

③發電效率高

壓縮機由電網供電的電動機驅動，因此汽輪機的輸出功率全部用於發電,其發電功率是常規燃汽輪機電站的3倍。同時由於大量能量儲存在空氣和燃料中，與抽水蓄能電站相比，壓縮空氣蓄能電站有很高的能量密度。

④啟動快速

壓縮空氣蓄能電站提高了系統的靈活性。壓縮空氣蓄能電站在壓縮空氣瞬間即可使用，在無照明的條件下也可以啟動而且啟動快,3分鐘即可從空載達到額定出力，適於作旋轉備用。

⑤模組化設計

壓縮空氣蓄能電站可以積木式地組裝。一座 220MW的電站可用25～50MW的小型壓縮空氣蓄能電站積木式地逐年擴建發展。