压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量,由电动机带动空气压缩机,将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴,当系统发电量不足时,将压缩空气经换热器与油或混合燃烧,导入燃气轮机作功发电。国外研究较多,技术成熟,我国开始稍晚,好像卢强院士对这方面研究比较多,什么冷电联产之类的。压缩空气储也有调峰功能,适合用于大规模风场,因为风能产生的机械功可以直接驱动压缩机旋转,减少了中间转换成电的环节。
蓄热系统则相反,希望土壤的渗流量少、导热系数小、热容量大。因此,要想2个系统兼用是不可能的。国内外用BTES的基本都是为冬季供暖蓄热。例如国内某实验项目通过夏季向BTES注热使土壤平均温度从10 ℃上升到35.6 ℃,温度达40.2 ℃。这样的温度可以对冬季供暖锅炉的给水预热,或为水源热泵提供高温热源以提高热泵供暖COP。但夏季这样的地温无法用于地源热泵供冷。所以,大部分BTES系统用于太阳能的季节性蓄热,夏储冬用。蓄热能力为15~30 kW·h/m。
如果上述辅助热汇都无法保持冷管水温,需再次启动蓄冷罐,同时启动能源枢纽中的跨临界循环CO热泵(冷水机组),以10 ℃冷水温度为蓄冷罐补冷。提供蓄冷罐出水换热,继续保持冷管水温为20 ℃。此时经过压缩机的CO高压气体温度超过CO临界温度(31.1 ℃),不会发生相变,如果要进行冷却,需要花很大能量,正好可以利用这一部分显热资源,为蓄热罐提供热量。在热泵和太阳能热水的双重作用下,经过一个供冷季,可以把蓄热温度提高到70 ℃。同样地,热泵的用电可与PVT发电量匹配。
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