在膨脹機流動特性和設(shè)計方面，我們需要了解其內(nèi)部的二次流動、漩渦和發(fā)展規(guī)律，還要了解壓縮機的機理。在設(shè)計方面，要建立新型壓縮空氣儲能的設(shè)計方法，并進行系統(tǒng)部件的試驗和驗證。
研究人員曾經(jīng)提出，壓縮空氣儲能機理的損失和換熱損失機理，在儲熱階段要完成儲熱特性的機理，提出了蓄熱流動損失。在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和技術(shù)研究基礎(chǔ)上，中科院工程熱物理所建立了比較完善的設(shè)計研發(fā)體系，包括設(shè)計軟件、研發(fā)平臺，涵蓋了壓縮空氣儲能關(guān)鍵技術(shù)的方方面面。
在集成試驗方面，中科院工程熱物理所完成了15千瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng)實驗臺。從2012年開始，我們運作了壓縮空氣組1.5兆瓦示范裝置，運行超過了1000個小時，系統(tǒng)效率達到了52%。
中科院工程熱物理所做的10兆瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng)，目前已經(jīng)進入部件測試階段，同時我們也在繼續(xù)進行技術(shù)研發(fā)，拓展相關(guān)的示范應(yīng)用。
分布式供冷應(yīng)用案例分享
分布式供冷應(yīng)用項目可以降低污染物排放，實現(xiàn)節(jié)能減排。這種系統(tǒng)通過燃燒燃料，運用高溫發(fā)電，中溫制冷，低溫供熱。系統(tǒng)的挑戰(zhàn)性在于負荷波動大，系統(tǒng)故障率高，迫切需要與儲能技術(shù)相結(jié)合。
在中科院工程熱物理所最近設(shè)計的1.5兆瓦壓縮空氣儲能耦合裝置中，左邊是燃氣輪機裝置，右邊是余熱回收和制冷。工作方式是運用壓氣機進行充電，在放電的時候，通過輸電來壓縮空氣。這種燃機可以分布式運行，比如可以在樓宇項目中推廣。
在廣東的一個樓宇系統(tǒng)中，最高電負荷達到了1725千瓦，研究人員通過配備壓縮空氣儲能，實現(xiàn)了削峰填谷。燃氣裝機達到1252千瓦時，系統(tǒng)效率從23.1%提高到26.5%，綜合效率也從18.9%提高到29.4%。系統(tǒng)效率的提高，也讓總裝機大幅度下降，減少了成本投入。
目前我們在1.5兆瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，效率是50%——55%，我們希望在10兆瓦時，效率達到60%——65%，單位造價降至8000元人民幣，這是我們的發(fā)展目標和對未來的預(yù)測。
（作者系中國科學(xué)院工程熱物理研究所儲能研究中心主任，中國科學(xué)報記者貢曉麗根據(jù)其報告整理）
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