[发明专利]具有可逆压缩机-膨胀器单元的压缩空气能量储存系统

权利要求书

1.一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；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，所述至少一个可逆压缩机-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。

2.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述可逆压缩机-膨胀器单元构造成用以当由所述驱动轴驱动时用作压缩机。

3.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述可逆压缩机-膨胀器单元构造成用以当供有来自于所述空气储存单元的压缩空气时用作膨胀器。

4.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述可逆压缩机-膨胀器单元包括径向型压缩机-膨胀器单元。

5.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述可逆压缩机-膨胀器单元包括轴向型压缩机-膨胀器单元。

6.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述可逆压缩机-膨胀器单元包括螺杆型压缩机-膨胀器单元。

7.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述可逆压缩机-膨胀器单元包括活塞型压缩机-膨胀器单元。

8.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，所述CAES系统还包括至少一个热能储存(TES)单元，使得所述CAES系统构造为绝热CAES系统。

10.根据权利要求1所述的CAES系统，其特征在于，至少一个可逆压缩机-膨胀器单元以无离合器布置而固定地联接到所述驱动轴上。

11.一种用于在压缩空气能量储存(CAES)系统中压缩和膨胀气体的方法，包括：

在压缩操作阶段期间将旋转功率提供至可逆压缩机-涡轮单元，所述旋转功率从组合马达-发电机单元且经由驱动轴而提供至所述可逆压缩机-涡轮单元；

在所述压缩操作阶段期间响应于所述旋转功率而在所述可逆压缩机-涡轮单元中压缩空气；

将所述压缩空气储存在空气储存单元中持续所期望的时间周期；

在膨胀操作阶段期间将所述压缩空气从所述空气储存单元传递至所述可逆压缩机-涡轮单元；

在所述膨胀操作阶段期间使所述压缩空气在所述可逆压缩机-涡轮单元中膨胀，所述可逆压缩机-涡轮单元由所传递的压缩空气驱动；以及

将在所述膨胀操作阶段期间由所述可逆压缩机-涡轮单元所产生的旋转功率经由所述驱动轴传递至所述组合马达-发电机单元，从而致使所述组合马达-发电机单元产生电功率。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述可逆压缩机-涡轮单元中压缩空气包括在径向型压缩机-膨胀器单元中压缩空气。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述可逆压缩机-涡轮单元中压缩空气包括在轴向型压缩机-膨胀器单元中压缩空气。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述可逆压缩机-涡轮单元中压缩空气包括在螺杆型压缩机-膨胀器单元中压缩空气。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述可逆压缩机-涡轮单元中压缩空气包括在活塞型压缩机-膨胀器单元中压缩空气。