壓縮空氣儲能系統儲氣裝置研究現狀與分析

趙強 郭陽

摘要：隨著資源的不斷消耗，人們開始研發一種可以儲能的系統，用于儲存那些制造出來不易保存的能量。其中空氣的壓縮利用就需要一種有效的儲能裝置，本文主要介紹一下儲能系統的分類和具體的儲能裝置有那些。

關鍵詞：壓縮空氣；儲能系統；儲能裝置

壓力的不同

伴隨著1949年壓縮空氣理論的誕生，人們已經制造出了很多的壓縮空氣使用設備。由于需求的不同很多的設備都需要不同的大氣壓力來進行啟動，根據實際設備的氣壓要求進行選擇和設計壓縮空氣的設備。按照空氣被壓縮的壓力大小也可以進行分類，通常有低壓、中壓、高壓和超高壓等幾種，通過分類可以看出不同的壓力對應著不同的使用設備，將壓縮空氣進行緊密的分類，可以保障讓盡量多的壓縮空氣可以被人們使用，這樣就不會造成資源的浪費。

移動的方式

壓縮空氣儲能系統按照移動的方式可以分為固定式和流動式，這兩種都有自己的優缺點，固定式的壓縮空氣儲能系統由于不能移動，在使用便捷性上沒有移動性的儲能系統更加方便，但是固定式的壓縮空氣儲能系統的一大優勢就是它可以儲存非常多壓縮空氣，在使用時候可以源源不斷的為使用設備供應空氣動力。移動式的空氣儲能設備就沒有固定式儲能設備儲存的壓縮空氣多，在使用的過程中要根據實際的使用情況，不然就會出現動力不足的情況出現，但是由于移動式空氣儲能設備可以隨著使用設備的使用環境的不同進行移動，及時快速的幫助使用設備進行施工。

壓力的變化

在壓縮空氣儲能系統的分類中還可以按照出儲能系統中壓力的大小變化，分為恒壓儲能設備和變壓儲能設備，在恒壓的空氣儲能設備中隨著人們的不但使用，恒壓容器內的氣壓開始了逐漸的下降，隨著氣壓的下降要保持恒壓容器內氣壓的維持不變，就從蓄水設備中抽取一定的水分來補充損失的氣壓，保障恒壓容器內的氣壓穩定，在恒壓儲能設備內的氣壓到達了一定的臨界值時，恒壓設備的空氣壓縮機就會對恒壓容器內進行補充壓縮的空氣，直到恒壓容器內的氣壓達到設定的壓力值。但是隨著恒壓設備的不斷使用，恒壓容器內的水分被反復的排除和引入，隨著設備的逐漸老化，恒壓容器內水分開始逐漸的增多，但是恒壓內分的增多會占用容器內一定的空間，這樣恒壓容器內可以儲存的壓縮空氣就會減少，在使用的過程中恒壓儲能設備就會頻繁的進行工作，通過空氣壓縮機的工作來保證恒壓容器內氣壓達到了規定的標準，這樣不僅沒有有效的利用空氣資源，并且浪費了大量的電能，沒有實現能源再利用的基本目的，為此我們在恒壓工作機運行一段時間后就要對恒業設備進行排水處理，將恒業儲能罐內的工作容積達到設計的標準。

在不受外界環境干擾的環境下，一個擁有一定容器的儲能設備在使用的過程中容器內壓縮空氣的壓力隨著設備的不斷使用，儲能容器內的氣壓不斷的減少，并且容器內的氣壓也產生了一定的壓力變小，這樣的儲能系統被人們稱為變壓儲能設備。

壓縮空氣儲能系統中儲氣裝置的分析

鹽巖洞儲氣裝置

有時實際的壓縮空氣需求量是非常大的，需要一個比較穩定的儲能裝置，如果在設備的周邊建設一個壓縮空氣儲能系統需要很大的投資，為了有效的節約資源實現資源的最大化利用，我們選用一些天然的儲能洞穴，其中鹽巖洞就是一個非常好的壓縮空氣儲能設備，并且鹽巖結構擁有非常好的彈性和密封性，我們可以將地下的鹽巖洞穴進行一定的改造，形成一個可以儲存大量壓縮空氣的環境。這樣的工作設想不是沒有實現，在美國一家電力設備需要使用大量的壓縮空氣，建造儲能系統有會導致投資過大，為此一家空氣壓縮儲存工資在電場下方300米處合理的利用了一個廢棄不用的鹽巖礦洞，通過向礦洞內注入壓縮后的空氣，最后我們發現該礦洞的空氣壓縮壓力達到了7MPA左右，這樣的儲存方式不僅方便快捷，而且做到了廢物利用沒有再消耗其他更多的資源。

礦井和洞穴

在礦井和洞穴作為壓縮空氣的儲存環境要比鹽巖洞的儲存效果更好，主要是由于礦井和洞穴的結構穩定，并且內部的空氣密封性也比較好。我們可以將壓縮空氣注入到礦井和洞穴中去，進行密閉保存在使用的時候在利用相關的設備進行引導，礦機和洞穴由于巖石的結構強度高，因此可以承受的壓指數也是比鹽巖洞的壓力值高出很多，一般情況下是達到11MPa左右，比尋常的空氣壓縮機都承受的壓力大，并且儲存的容量也是非常大的。

地下含水層

地下含水層也是一個很好的壓縮空氣儲備環境，我們所知的海底天然氣就是儲備在地下，并且儲存在地下的含水層有很好的安全保護效果，并且水也是非常好的密封物體，我們將壓縮空氣儲存在地下的含水層在進行周邊區域的施工作業的時候，就可以很好利用這些壓縮空氣資源。

儲氣罐

儲氣罐是一種常見的壓縮空氣儲存設備，儲氣罐一般都是在大型的工廠內，由于儲存大量的壓縮空氣，并且隨著工廠車間設設備的不斷使用，儲氣罐設備還可以進行進行及時補充壓力，時刻保障工廠車間內動力的充沛。

結語

綜上所述，壓縮空氣儲能系統還需要不斷的發展和創新，在今后的發展中一定要保證資源的可重復利用。