[发明专利]压缩空气发动机

说明书

压缩空气发动机；1、将该机大型化，将涉及储能电站的建设及电力系统的调峰。2、将该机小型化，可为汽车提供动力。故该机属于新能源的技术领域。在电能富裕时，将电能变成压缩空气储存起来，在需要时，用该机和发电机将其转化为电能，以解决弃风限电和电力系统的调峰问题；用压缩空气取代燃油为汽车提供动力，可以解决空气污染的技术问题。将压缩空气的膨胀动能传递给水，使水获得动能，并形成水射流、水气混合射流和脉冲水射流去射击叶片，并将其动能转化为转子转动的机械能，并使之为汽车、发电机或其它机器提供动力。

一、所属的技术领域：

1、将该机大型化，将涉及储能电站的建设及电力系统的调峰，并稳定、可控的为电网供电。

2、将该机小型化，可为汽车提供动力，故涉及新能源汽车。

3、该机可为其它机器(如飞行器、船舶等)提供清洁动力。

故本发明属于新能源的技术领域。

二、背景技术：

第一、压缩空气储能技术(Compressed Air Energy Storge，CAES)，诞生于20世纪70年代，是配合核电的发展，作为核电的配套储能设施而提出的。CAES是一种大容量的电力储能技术，是少数几种能够适用长时间和电站等级功率(几百到数千兆瓦)储能应用的技术。

CAES是一种基于燃气轮机技术发展起来的一种能量存储系统。通过高度压缩的空气形式来进行电力储能。在储能时，空气被压缩并存储在密封的地下空洞或地上的容器中，将能量转化为空气被压缩后的势能存储起来；在发电时，高压空气被释放后，进入燃气轮机的燃烧室同燃料一起燃烧后，驱动涡轮机发电。CAES主要由压缩机、高压空气储存装置、汽轮机、发电机组等组成。CAES储能的关键技术涉及面比较多，主要包括高效压缩机技术、汽轮机技术、储存压缩空气技术和系统集成与控制技术等。

CAES技术也有其自身的缺点：

1、压缩空气储能技术的缺点是能量效率较低。据悉，德国某压缩空气储能电站的能量效率只有42％。2、传统的压缩空气储能系统不是一项独立技术，它必须同燃气轮机配套使用，而且依赖化石燃料提供热源，一方面面临化石燃料逐渐枯竭和价格上涨的威胁，另一方面其燃烧必然产生氮氧化物、硫化物和二氧化碳等污染物。我的这项发明可以克服以上缺点1、提高能量转化的效率。2、可以成为一项独立的技术，不需要燃气轮机。

目前，全世界仅有三座大型压缩空气储能系统和数个小型师范系统，尚未得到大规模推广应用。第一座压缩空气储能电站位于德国的Huntorf，于1978年开始运转，主要作为紧急备用电源和系统调峰使用，系统容量为310000m³，深度达600m；第二座位于美国的阿拉巴马州Mclntosh，建造于1991年，系统额定容量为110×26h，主要用于调节系统峰值电力，空气储槽容量超过50000m3深度达450m；第三座位于日本的Sunagwa，建于1979年，装机容量为 35MW×6h。在国内，对于压缩空气储能技术，华北电力大学、西安交通大学、华东科技大学等开展了相关的研究工作；但主要还是集中在理论研究的和小型实验的层面，并没有应用的实例。不过小容量的压缩空气储能方式，在我国还是有较大的发展前景，但是，如何将压缩空气的膨胀势能高效率的转化为机械能和电能，此前在技术上还没有突破，然而，我的这项发明极有可能突破这个难题，并有效解决电力系统调峰能力不足，导致的弃风限电问题。

风电的一个主要特点是具有不确定性，输出功率随机大范围波动。大规模风电集中并网将对电力系统调峰、电网稳定性、运行经济性带来新的挑战。