近日，中國科學(xué)院工程熱物理研究所在兆瓦級(jí)恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研發(fā)團(tuán)隊(duì)在國際上首次完成兆瓦級(jí)恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能全工況動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究，其研發(fā)的向心膨脹機(jī)實(shí)現(xiàn)1.39兆瓦功率輸出，整機(jī)等熵效率達(dá)88.28%，相關(guān)成果發(fā)表于國際能源儲(chǔ)能領(lǐng)域期刊Journal of Energy Storage。
兆瓦級(jí)恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能釋能實(shí)驗(yàn) 研發(fā)團(tuán)隊(duì)供圖
據(jù)悉，發(fā)展海上風(fēng)電等海洋可再生能源是我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。截至2025年底，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)約89.2吉瓦，我國以52吉瓦累計(jì)裝機(jī)位居全球首位。風(fēng)光等可再生能源具有間歇性、隨機(jī)性等特征，海上風(fēng)電呈反調(diào)峰特性、缺乏常規(guī)電源主動(dòng)支撐，迫切需要新型儲(chǔ)能技術(shù)支撐可再生能源發(fā)電穩(wěn)定運(yùn)行與可靠送出。水下恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能利用恒定靜水壓實(shí)現(xiàn)恒壓儲(chǔ)釋能，無需墊底氣，能量效率最高可達(dá)80%，是解決沿�？稍偕茉创笠�(guī)模消納的有效途徑。但該技術(shù)動(dòng)態(tài)特性研究匱乏，是規(guī)�；こ虘�(yīng)用的核心瓶頸。
針對(duì)這一技術(shù)瓶頸，研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制了國內(nèi)首個(gè)兆瓦級(jí)恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能夠模擬700米水深環(huán)境，支撐恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵部件及整機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究。本研究揭示了系統(tǒng)啟動(dòng)、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、停機(jī)等全流程的功率與轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性，精準(zhǔn)刻畫了膨脹機(jī)各級(jí)進(jìn)出口溫度/壓力變化、換熱器壓力損失及恒壓儲(chǔ)罐內(nèi)溫度/壓力變化規(guī)律，填補(bǔ)了兆瓦級(jí)恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能全工況動(dòng)態(tài)特性研究空白。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，本研究為兆瓦級(jí)恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)提供了實(shí)證基礎(chǔ)，研究提出的控制策略與部件級(jí)性能指標(biāo)，為該技術(shù)的工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化與規(guī)�；瘧�(yīng)用提供了重要參考。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證的快速調(diào)節(jié)能力，可有效支撐電網(wǎng)柔性調(diào)峰需求，對(duì)推動(dòng)我國海上風(fēng)電等沿�？稍偕茉匆�(guī)�；⒕W(wǎng)消納、構(gòu)建沿海新型電力系統(tǒng)具有重要意義。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科協(xié)青年人才托舉工程、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、長時(shí)規(guī)模儲(chǔ)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)基金等項(xiàng)目資助。
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