結合熱化學儲能技術的壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CAES)示意圖
美國俄勒岡州立大學科學家提出,通過回收壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CAES)的熱量來提高效率。
該研究的報告作者Nicholas AuYeung說,“與所有類型的儲能系統(tǒng)相比,傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CAES)儲能成本相對較低,我們認為采用這項技術將會提高這一優(yōu)勢。雖然尚未進行成本分析,但我們有興趣進行徹底的技術經濟分析。”
在《能量轉換與管理》期刊上發(fā)表的名為《壓縮空氣儲能的熱化學的熱回收》論文中描述了這一新方法,該方法包括采用熱化學儲能(TCES)技術將能量儲存在化學鍵中,以回收空氣壓縮操作過程中產生的熱量。該研究報告指出,“基于金屬氧化物氧化還原反應的熱化學儲能(TCES)在高氧分壓下可以釋放氧氣,這是特別令人感興趣的技術,盡管可以考慮在高壓下運行的化學反應,但這些方案通常采取固氣反應形式。”
科學家建議,在壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CAES)的操作過程中,通過三種不同的策略使用電阻加熱分解氧化鋇:在固體-氣體反應中利用TCES材料反應床直接傳熱;熱空氣與TCES系統(tǒng)之間的間接傳熱;以及直接和間接傳熱的結合。
AuYeung說,“我們研究了TCES技術,其中在反應床中填充了巖石和氧化鋇。我們的研究結果表明,由于氧化鋇的熱容量和反應熱相對較低,因此采用TCES技術的反應床和沒有采用TCES技術的反應床之間的往返效率相似。”
據他介紹,采用這種技術的壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CAES)可以確保60%的往返效率,在充電后持續(xù)放電時間為20小時。相比之下,傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CAES)的往返效率只有40%到50%。AuYeung解釋說,“為了更好地說明這一概念潛力,我們提出了一種假設材料,其熱容量與巖石相同,但熱化學儲能容量是氧化鋇的三倍,我們在模型中研究了這種假設材料。結果表明,可以提高5%的以上往返效率以及更長的持續(xù)放電時間。此外,需要減少45%的填充量才能實現類似于填石層的儲能容量。”
AuYeung總結道,“我們的研究團隊正計劃研究更多材料,例如水合物和碳酸鹽等一些非氧化學物質,它們具有假設的特性(例如高熱容量和高反應熱),我們已經研究過這些材料,但現在還沒有確定哪一種材料更加可用。”
原標題: 這項創(chuàng)新技術可能會將壓縮空氣儲能系統(tǒng)往返效率提高到60%