具有可逆压缩机-膨胀器单元的压缩空气能量储存系统

摘要

公开的是一种用于在压缩空气能量储存(CAES)系统中压缩和膨胀空气的系统及方法。提供了CAES系统，其交替地以压缩模式和膨胀模式操作且在其中包括马达-发电机单元和连接到马达-发电机单元上的驱动轴，其中，驱动轴构造成用以传送旋转功率往返于马达-发电机单元。CAES系统还包括至少一个可逆压缩机-膨胀器单元以及空气储存单元，其中，可逆压缩机-膨胀器单元联接到驱动轴上且构造成用以有选择地压缩和膨胀空气，以及空气储存单元连接到可逆压缩机-膨胀器单元上且构造成用以储存从可逆压缩机-膨胀器单元所接收的压缩空气，其中，该至少一个可逆压缩机-膨胀器单元在压缩模式期间压缩空气而在膨胀模式期间使空气膨胀。

主权项

一种交替地以压缩模式和膨胀模式操作的压缩空气能量储存(CAES)系统，所述CAES系统包括：马达‑发电机单元；驱动轴，其连接到所述马达‑发电机单元上且构造成用以传送旋转功率往返于所述马达‑发电机单元；至少一个可逆压缩机‑膨胀器单元，其联接到所述驱动轴上且构造成用以有选择地压缩和膨胀空气，所述至少一个可逆压缩机‑膨胀器单元包括：第一可逆压缩机‑膨胀器单元；以及第二可逆压缩机‑膨胀器单元；其中，所述第一可逆压缩机‑膨胀器单元和所述第二可逆压缩机‑膨胀器单元由压缩‑膨胀通路流体地连接以形成两级压缩膨胀系统；以及空气储存单元，其连接到所述可逆压缩机‑膨胀器单元上且构造成用以储存从所述可逆压缩机‑膨胀器单元所接收的压缩空气；其中，所述第一可逆压缩机‑膨胀器单元和所述第二可逆压缩机‑膨胀器单元在所述压缩模式期间压缩空气而在所述膨胀模式期间使空气膨胀；所述CAES系统还包括第一热能储存单元和第二热能存储单元，其中所述第一热能存储单元位于所述第一可逆压缩机‑膨胀器单元和所述第二可逆压缩机‑膨胀器单元之间，所述第二热能存储单元位于所述第二可逆压缩机‑膨胀器单元与所述空气存储单元之间，所述第一热能存储单元和所述第二热能存储单元包括由储热材料构成的热填料，且，所述第一热能存储单元配置成进入所述第二可逆压缩机‑膨胀器单元之前存储在压缩阶段期间所产生的压缩热，所述第二热能存储单元配置成在存储于所述空气存储单元之前存储在压缩阶段期间所产生的压缩热，且所述存储的压缩热随后在CAES系统的膨胀模式期间传送回至压缩空气。