关键词：压缩空气储能、光伏发电、别墅太阳能发电

 

压缩空气储能是另一种可以实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统，是指将低谷、风电、太阳能等不易储藏的电力用于压缩空气，将压缩后的高压空气密封在储气设施中，在需要时释放压缩空气推动透平发电的储能方式。关于太阳能光伏发电，可采用另一种方式进行利用，即应用于别墅方面的别墅太阳能发电系统。与应用于别墅太阳能发电的光伏发电系统相比，压缩空气储能具有容量大、工作时间长、经济性能好、充放电循环多等优点，具体如下：

 

（1）规模上仅次于抽水蓄能，适合建造大型电站。压缩空气储能系统工作时间长，可以持续数小时乃至数天。

 

（2）建造成本和运行成本比较低，低于钠硫电池或液流电池，也低于抽水蓄能电站，具有很好的经济性。由于使用高性能绝热材料，仅使用少量或不使用天然气或石油等燃料即可实现对压缩空气的加热，从而降低燃料成本占比。

 

（3）场地限制少。虽然将压缩空气储存在合适的地下矿井或溶岩下的洞穴中是最经济的方式，但是现代压缩空气储存的解决方法是可以用地面储气罐取代溶洞；

 

（4）寿命长，通过维护可以达到40—50年，接近抽水蓄能的50年。并且其效率可以达到60%左右，接近抽水蓄能电站。

 

（5）安全性和可靠性高。压缩空气储能使用的原料是空气，不会燃烧，不产生任何有毒有害气体，也没有爆炸的危险。

 

与应用于别墅太阳能发电的光伏发电系统相比不同的是，压缩空气储能是基于燃气轮机技术发展起来的一种能量存储系统。如图所示，燃气轮机的工作原理是，空气经压缩机压缩后，在燃烧室同燃料-同燃烧升温，然后高温高压燃气进人涡轮膨胀做功。燃气轮机的压缩机需消耗约2/3的涡轮输出功，因此燃气轮机的净输出功远小于涡轮的输出功。

燃气轮机系统原理图

 

相对于别墅太阳能发电的系统比较单一，压缩空气储能系统种类就比较多，根据压缩空气储能系统的热源不同可以分为燃烧燃料的压缩空气储能系统、带储热的压缩空气储能系统、无热源的压缩空气储能系统;根据压缩空气储能系统的规模不同，可以分为大型压缩空气储能系统、小型压缩空气储能系统、微型压缩空气储能系统；根据压缩空气储能系统是否同其他热力循环系统耦合，可以分为传统压缩空气储能系统、压缩空气储能-燃气轮机耦合系统、压缩空气储能-燃气蒸汽联合循环耦合系统、压缩空气储能-内燃机耦合系统、压缩空气储能-制冷循环耦合系统、压缩空气储能-可再生能源耦合系统。