中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：超臨界空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是在傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)長期研究的基礎(chǔ)上提出的一種新型儲(chǔ)能技術(shù)。該系統(tǒng)利用空氣在超臨界狀態(tài)下的特殊性質(zhì)，有效解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能所面臨的主要技術(shù)問題，如儲(chǔ)能密度低、需要大型洞穴儲(chǔ)氣、需要化石燃料進(jìn)行補(bǔ)燃等。
其工作流程分為儲(chǔ)能和釋能兩個(gè)過程，儲(chǔ)能過程是采用可再生能源產(chǎn)生的電能或電站低谷電能將空氣壓縮到超臨界狀態(tài)，同時(shí)存儲(chǔ)壓縮熱，并利用存儲(chǔ)的冷能將超臨界空氣冷卻、液化后儲(chǔ)存在低溫絕熱容器中，從而實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)；釋能過程則是在用電高峰時(shí)，液態(tài)空氣加壓后經(jīng)過換熱器吸熱至超臨界狀態(tài)，氣化過程釋放的冷能被回收、存儲(chǔ)，隨后高壓空氣進(jìn)一步吸收存儲(chǔ)的壓縮熱，升溫后進(jìn)入膨脹機(jī)做功并驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)電能的釋放。由于將壓縮過程產(chǎn)生的熱量和氣化過程釋放的冷量進(jìn)行儲(chǔ)存，因而儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率明顯改善，同時(shí)余熱和廢熱的回收也有助于系統(tǒng)效率的提高。
高壓蓄冷蓄熱罐作為系統(tǒng)壓縮熱和氣化冷量的回收利用裝置，是系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，其性能的好壞直接影響著超臨界空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作效率。研究所儲(chǔ)能研發(fā)中心科研人員基于15kW超臨界空氣儲(chǔ)能試驗(yàn)臺(tái)對(duì)這一重要部件的性能及影響因素進(jìn)行了細(xì)致的研究。研究人員采用高溫空氣和液氮為工作介質(zhì)，開展了不同體積流量、不同系統(tǒng)工作壓力及不同保溫方式工況下的蓄冷蓄熱罐性能實(shí)驗(yàn)，具體討論了流量壓力變化導(dǎo)致的液氮?dú)饣首兓捌涔迌?nèi)傳熱/冷機(jī)理，同時(shí)對(duì)罐內(nèi)熱/冷量損失進(jìn)行分析。研究表明不同系統(tǒng)工作壓力條件下，蓄冷蓄熱罐內(nèi)等溫線分布及斜溫層形態(tài)明顯不同，同時(shí)熱/冷量損失也有很大差異，從而影響了蓄冷蓄熱罐的儲(chǔ)能特別是儲(chǔ)火用效率。通過近1500個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，研究人員得到了系統(tǒng)壓力、體積流量和保溫方式等對(duì)蓄冷蓄熱罐儲(chǔ)能效率的影響規(guī)律，為高效蓄冷蓄熱器的設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。部分研究成果已發(fā)表在國際雜志Applied Thermal Engineering上。
