中國儲能網訊：超臨界空氣儲能系統(tǒng)是在傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術長期研究的基礎上提出的一種新型儲能技術。該系統(tǒng)利用空氣在超臨界狀態(tài)下的特殊性質，有效解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能所面臨的主要技術問題，如儲能密度低、需要大型洞穴儲氣、需要化石燃料進行補燃等。
其工作流程分為儲能和釋能兩個過程，儲能過程是采用可再生能源產生的電能或電站低谷電能將空氣壓縮到超臨界狀態(tài)，同時存儲壓縮熱，并利用存儲的冷能將超臨界空氣冷卻、液化后儲存在低溫絕熱容器中，從而實現(xiàn)電能的存儲；釋能過程則是在用電高峰時，液態(tài)空氣加壓后經過換熱器吸熱至超臨界狀態(tài)，氣化過程釋放的冷能被回收、存儲，隨后高壓空氣進一步吸收存儲的壓縮熱，升溫后進入膨脹機做功并驅動電機發(fā)電，實現(xiàn)電能的釋放。由于將壓縮過程產生的熱量和氣化過程釋放的冷量進行儲存，因而儲能系統(tǒng)的效率明顯改善，同時余熱和廢熱的回收也有助于系統(tǒng)效率的提高。
高壓蓄冷蓄熱罐作為系統(tǒng)壓縮熱和氣化冷量的回收利用裝置，是系統(tǒng)的關鍵部件之一，其性能的好壞直接影響著超臨界空氣儲能系統(tǒng)的工作效率。研究所儲能研發(fā)中心科研人員基于15kW超臨界空氣儲能試驗臺對這一重要部件的性能及影響因素進行了細致的研究。研究人員采用高溫空氣和液氮為工作介質，開展了不同體積流量、不同系統(tǒng)工作壓力及不同保溫方式工況下的蓄冷蓄熱罐性能實驗，具體討論了流量壓力變化導致的液氮氣化率變化及其罐內傳熱/冷機理，同時對罐內熱/冷量損失進行分析。研究表明不同系統(tǒng)工作壓力條件下，蓄冷蓄熱罐內等溫線分布及斜溫層形態(tài)明顯不同，同時熱/冷量損失也有很大差異，從而影響了蓄冷蓄熱罐的儲能特別是儲火用效率。通過近1500個小時的實驗，研究人員得到了系統(tǒng)壓力、體積流量和保溫方式等對蓄冷蓄熱罐儲能效率的影響規(guī)律，為高效蓄冷蓄熱器的設計打下了良好的基礎。部分研究成果已發(fā)表在國際雜志Applied Thermal Engineering上。
