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作者
张留淦 邓硕 叶楷 陈龙祥
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单位
中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心福建农林大学机电工程学院中国科学院大学
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摘要
绝热压缩空气储能(adiabatic compressed air energy storage,A-CAES)系统通常采用恒容储气的方式储存空气,导致空气不能完全从储气装置内释放,存在能量储存密度低、单位储气成本高的问题。为此提出了基于工质相变的变容储气A-CAES系统,通过借助外部工质的压力迫使空气完全从储气装置中释放。然而,采用变容储气的方式增加了储气装置复杂性和设备投资成本。因此,本文对基于工质CO2相变的变容储气A-CAES系统进行了技术经济性分析,并与恒容储气A-CAES系统进行了对比。结果表明,基于工质相变的变容储气A-CAES系统的能量储存密度为28.30 MJ/m3,比恒容储气A-CAES系统的储能密度提高了83.65%。采用变容储气的方式可以使储气装置的单位储气成本从49.17元/kg降低至36.59元/kg。在整个系统运行周期内,基于工质相变的变容储气A-CAES系统的动态投资回收期和项目净现值分别为7.36 a和101 427.85万元,比恒容储气A-CAES系统减少了1.45 a和增加了3 831.74万元。基于工质相变的变容储气A-CAES系统具有较好的应用前景。
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关键词
绝热压缩空气储能变容储气工质相变能量储存密度单位储气成本
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基金项目(Foundation)
福建省科技计划项目(2021H0045);泉州市科技计划项目(2022C019R);
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文章目录
0 引言
1 系统描述
2 数学模型
2.1 热力学模型
2.1.1 压缩机
2.1.2 膨胀机
2.1.3 换热器
2.1.4 节流阀
2.1.5 储气装置
2.1.6 评价指标
2.2 经济性模型
2.2.1 系统成本
2.2.2 评价指标
3 结果分析与讨论
3.1 模拟工况设计
3.2 结果分析
3.3 敏感性分析
3.3.1 空气储存/释放压力的影响
3.3.2 环境温度的影响
4 结论
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DOI
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引用格式
[1]张留淦,邓硕,叶楷,等.基于工质相变的变容储气A-CAES系统技术经济性分析[J].电力科技与环保,2024,40(03):266-275.