用于压缩空气储能的微米级水雾冷却等温压缩实验研究

简介

压缩空气储能（CAES）是一种大规模储能技术,可以用于调节城市电力供需,缓解用电高峰电力短缺,减少电网容量建设。目前,储能技术逐渐开始应用于城市,当电价下降时,采用电池储存电力,价格上升时,释放电力,利用峰谷电价差实现盈利。与电池相比,CAES容量大（100 MWh,电池小于10 MWh）、环保（无重金属污染）,使用寿命长。但由于储能效率过低,通过电价差盈利空间小,投资回收期长是限制其商业应用的重要因素之一。目前,多数压缩空气储能系统都基于绝热压缩,大约有一半的电力被转化成了热量并耗散。由于压缩时空气的温度上升,导致压缩功增加,并转化得到更多的热。许多研究聚焦在增强压缩空气的散热来达到等温压缩。本研究提出将微米级（10～100μm）水雾喷入压缩空气与之混合,吸收压缩热,降低压缩空气温度,以实现等温。通过实验对压缩空气压力,体积和温度的变化特性进行了分析。对于总体积为0.94 L的压缩腔,当压缩比为2时,水雾冷却后,压缩功从177.9 J/循环（绝热）下降到121.2 J/循环,且效率达到88.7%（绝热61.6%）。