[发明专利]能量储放设备及能量储放方法

说明书

本发明公开一种能量储放设备及能量储放方法。能量储放设备包括：第一压缩单元、第一热交换单元、气体储放单元以及涡轮单元。第一热交换单元直接或间接连接于气体储放单元以及第一压缩单元之间。第一气体从第一进气口进入第一压缩单元，且依序通过第一压缩单元、第一热交换单元、气体储放单元以及涡轮单元，而从排气口排出。第一气体进入第一热交换单元前的第一温度高于第一气体通过第一热交换单元后的第二温度，且第一气体通过第一温度与第二温度之间的温度差以提供第一热能，以调节所述第一气体通过所述涡轮单元后的温度，且在持续不断的处理所述第一气体的同时能够在能量的储存跟释放之间切换。

技术领域

本发明涉及一种能量储放设备及能量储放方法，特别是涉及一种利用空气压缩的能量储放设备及能量储放方法。

背景技术

现有技术中的压缩空气储能系统(Compressed Air Energy System,CAES)运作方式如下。在电网负荷量低时，利用压缩空气储能系统中的压缩器而将空气压缩，并将空气高压密封储存在地质空间，例如矿井、油气井、海洋深处、山洞，在用电高峰期释放压缩空气以推动涡轮发电机。

压缩空气储能系统具有储能容量较大、储能周期长、效率高和耗资小等优点。然而，传统的压缩空气储能系统仍需仰赖燃烧而提供热源，因此受到燃料成本、燃烧产物的污染问题等限制。此外，寻找适当的储气空间也需要地理条件许可，故现有的压缩空气储能系统仍具有改善的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种能量储放设备，其利用热交换单元将因压缩而升温的气体进行降温，并在持续不断的接收气体、对气体进行压缩且降温的同时，能够在能量的储存与释放之间切换，并且能够利用从进气口进入的气体所含的热量以调节出气口排放气体的温度，而不需要额外使用燃烧室或者热能储放设备即可提供气体膨胀所需的热能。

为解决现有的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种能量储放设备，其包括一第一压缩单元、一第一热交换单元、一气体储放单元以及一涡轮单元。所述第一压缩单元连接于一第一进气口。所述第一热交换单元直接或间接连接于所述第一压缩单元以及所述气体储放单元之间。所述涡轮单元连接于所述第一热交换单元以及一排气口之间。一第一气体从所述第一进气口进入所述第一压缩单元，且依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元、所述气体储放单元以及所述涡轮单元，而从所述排气口排出。所述第一气体进入所述第一热交换单元前的一第一温度高于所述第一气体通过所述第一热交换单元后的一第二温度，且所述第一气体通过所述第一温度与所述第二温度之间的温度差以提供一第一热能。

更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一发电单元，所述发电单元连接于所述涡轮单元。

更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一第二热交换单元，所述第二热交换单元连接于所述第一热交换单元与所述气体储放单元之间；其中，所述第一气体从所述进气口而进入所述第一压缩单元，并依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元、所述第二热交换单元、所述气体储放单元、所述第二热交换单元以及所述涡轮单元，而从所述排气口排出。

更进一步地，所述第一气体流出所述第一热交换单元后进入所述第二热交换单元前的所述第二温度高于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第三温度，且所述第一气体通过所述第二温度与所述第三温度之间的温度差以提供一第二热能；其中，所述第一气体流出所述气体储放单元后进入所述第二热交换单元前的一第四温度低于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第五温度，所述第四温度与所述第五温度之间具有一温度差。

更进一步地，所述第一气体在一段时间内持续进入所述进气口，以使在所述第二热交换单元与所述涡轮单元之间且自所述第二热交换单元被输往所述涡轮单元的所述第一气体，与自所述第一热交换单元释放出的所述第一气体汇流。