基于工质相变的变容储气A-CAES系统技术经济性分析

文档摘要：绝热压缩空气储能(adiabaticcompressedairenergystorage,A-CAES)系统通常采用恒容储气的方式储存空气,导致空气不能完全从储气装置内释放,存在能量储存密度低、单位储气成本高的问题.为此提出了基于工质相变的变容储气A-CAES系统,通过借助外部工质的压力迫使空气完全从储气装置中释放.然而,采用变容储气的方式增加了储气装置复杂性和设备投资成本.因此,本文对基于工质CO2相变的变容储气A-CAES系统进行了技术经济性分析,并与恒容储气A-CAES系统进行了对比.结果表明,基于工质相变的变容储气A-CAES系统的能量储存密度为28.30MJ/m3,比恒容储气A-CAES系统的储能密度提高了83.65％.采用变容储气的方式可以使储气装置的单位储气成本从49.17元/kg降低至36.59元/kg.在整个系统运行周期内,基于工质相变的变容储气A-CAES系统的动态投资回收期和项目净现值分别为7.36a和101427.85万元,比恒容储气A-CAES系统减少了1.45a和增加了3831.74万元.基于工质相变的变容储气A-CAES系统具有较好的应用前景.

Abstract：Adiabaticcompressedairenergystorage(A-CAES)systemscommonlyemployconstant-volumegasstorage,leadingtoincompleteairreleasefromthestoragevessel,resultinginchallengessuchaslowenergystoragedensityandhighunitstoragecost.Toaddressthisissue,avariable-volumegasstorageA-CAESsystembasedonworkingmediumphasetransitionisproposed,whichutilizesexternalworkingmediumpressuretoensurecompleteairreleasefromthestoragedevice.However,adoptingvariable-volumegasstorageincreasesthecomplexityofthestoragesystemandequipmentinvestmentcosts.Therefore,thetechnicalandeconomicanalysisofthevariablevolumegasstorageA-CAESsystembasedontheCO2phasechangeoftheworkingfluidiscarriedoutinthispaper,andcomparedwiththeconstantvolumegasstorageA-CAESsystem.Theresultsindicatethattheenergystoragedensityofthevariable-volumegasstorageA-CAESsystembasedonworkingmediumphasetransitionis28.30MJ/m3,whichis83.65％higherthanthatoftheconstant-volumegasstorageA-CAESsystem.Thevariablevolumegasstoragemethodcanreducetheunitgasstoragecostfrom49.17yuan/kgto36.59yuan/kg.Overtheentireoperationalperiod,thedynamicpaybackperiodandnetpresentvalueofthevariable-volumegasstorageA-CAESsystemare7.36yearsand1.01billionyuan,respectively,whichis1.45yearslessand38.32millionyuanmorethanthatoftheconstant-volumegasstorageA-CAESsystem.

作者：张留淦   邓硕   叶楷   陈龙祥 Author：ZHANGLiugan   DENGShuo   YEKai   CHENLongxiang
作者单位：中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心,福建泉州362200;福建农林大学机电工程学院,福建福州350002中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心,福建泉州362200中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心,福建泉州362200;中国科学院大学,北京100049
刊名：电力科技与环保
Journal：ElectricPowerEnvironmentalProtection
年，卷(期)：2024, 40(3)
分类号：TK02
关键词：绝热压缩空气储能  变容储气  工质相变  能量储存密度  单位储气成本  
Keywords：adiabaticcompressedairenergystorage  variablevolumegasstorage  workingmediumphasetransition  energystoragedensity  unitgasstoragecost  
机标分类号：TK02TM728.2TK123
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：福建省科技计划项目，泉州市科技计划项目基于工质相变的变容储气A-CAES系统技术经济性分析[
期刊论文]  电力科技与环保--2024, 40(3)张留淦  邓硕  叶楷  陈龙祥绝热压缩空气储能(adiabaticcompressedairenergystorage,A-CAES)系统通常采用恒容储气的方式储存空气,导致空气不能完全从储气装置内释放,存在能量储存密度低、单位储气成本高的问题.为此提出了基于工质相变的变容储...参考文献和引证文献
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关键词：绝热压缩空气储能,变容储气,工质相变,能量储存密度,单位储气成本,

2024-10-4 00:41 上传 基于工质相变的变容储气A-CAES系统技术经济性分析.pdf

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