儲氣裝置的案例
超大號電池——壓縮空氣儲能技術的“前世今生”
圖9 一種I-CAES系統原理圖
水下壓縮空氣儲能系統（UW-CAES）
當空氣以氣態形式儲存在地下洞穴或人造容腔內時，隨著儲能（充氣）或釋能（放氣）過程的進行，儲氣室內的壓力不斷變化，且空氣不能被完全釋放(需要大量墊底氣)，否則洞穴坍塌或壓縮機出口/膨脹機入口壓力過低無法運行，以上因素造成壓縮機和膨脹機處于變工況運行，效率不能持續處于高位，同時系統能量密度不高。針對以上問題，UW-CAES通過將儲氣裝置放置在深水（海洋或湖泊）中，利用水壓的恒定實現儲能和釋能過程中壓縮機組出口和膨脹機組入口壓力恒定，使壓縮機和膨脹機一直工作在最佳運行點，且釋能時儲氣裝置中的空氣可以近乎完全釋放。因此UW-CAES具有高效率（~71%）和高能量密度的優點，其適用于海岸線/深海區域的儲能。但該系統的儲氣裝置存在制造困難的問題，如需特殊的耐腐蝕材料、需將其固定在海底等。
圖10 一種UW-CAES系統原理圖
液態壓縮空氣儲能系統（LAES）
借助于空氣降溫液化技術，LAES系統通過添加流程使空氣以液態形式儲存，如圖為一種LAES系統的流程圖，儲能時，經過壓縮機的高壓空氣進入回熱器降溫和降壓設備進行液化，被液化的常壓低溫液態空氣儲存在儲液罐中；釋能時，液態空氣經過低溫泵升壓、回熱器升溫，然后進入燃燒室，與燃料混合燃燒后進入膨脹機膨脹做功。LAES系統中空氣以液態形式儲存，相對于傳統壓縮空氣儲能，其具有不受地理環境限制、能量密度大的優點。但是其依賴化石燃料輸入，系統性能受回熱器的影響較大。
展開 淺析斜楔回程機構設計方案
④為保證零件的實際生產效率，應對影響實際生產的要素進行限制，需要改進斜楔的回程時間和氣缸的氣壓穩定，在原有的基礎上加一個儲氣罐，保證氣壓穩定和回程速度(圖1)。
圖1 斜楔動力部分示意圖
⑤設計時要考慮維修方便，結構簡單，優化設計成本。
(2)對于斜楔的回程機構設計，要遵循的設計原則。
①首先滿足工藝要求,要能在模具中進靈活操作。
②充分利用現有的新技術，采用新原理、新結構、新工藝，設計合理、使用可靠、便于后期的維護和更換。
③盡量采用通用化標準化的器具設備。
④設備結構簡單、成本低、操作簡單、容易維護、質量輕，穩定性強。
總體方案確定
綜合考慮成本、難易、可靠等多個維度(圖2)，最終采納由“解決氣壓方案”所組成的綜合方案，在支路中增加儲氣罐，在氣缸上增設快速排氣閥，儲氣罐在此處起到儲氣保壓的作用，保證氣缸的動力，確保斜楔的行程速度。
圖2 方案選擇
(1)工作原理。
本次設計的斜楔回程機構，是在空氣壓機氣源和氣缸之間的氣路上，設置一個儲氣裝置，在上述裝置間依序設置單向進氣閥、儲氣罐、延遲閥和閥。通過該方案，解決了氣缸氣壓不穩定、驅動緩慢、不同步等問題，具體方案如圖3 所示。
圖3 動力驅動部分
(2)設計方案。
如圖4 所示，斜楔回程機構主要由以下五部分組成：管路、五通閥、儲氣罐、進出氣口、氣缸。
展開 2017第19屆山東國際燃氣應用與技術裝備暨加氣（油）站建設展覽會
■搭建“實體展會+網上展會+移動展會”三位一體平臺，為參展企業提供線上線下全面曝光機會
■整合媒體資源 助力品牌成長
【展品范圍】
●燃氣設備展區:
①燃氣技術設備：SCADA、GIS、光纖預警檢測等信息化新技術；燃氣輸配系統新技術及維護管理技術設備、燃氣應用技術；燃氣控制檢測技術與設備、燃氣自動化控制、報警系統；石油天然氣存儲技術、煤氣凈化與回收技術、供氣集中監控技術；燃氣新型專用管材與設備、管道的防腐技術、燃氣閥門；工業燃氣設備燃氣安全裝置及燃氣相關設備；普通燃氣表、煤氣表、預付費氣表、IC卡氣表、網絡集抄系統其它相關產品等；
②燃氣管網工程建設與地下管線管理技術設備：直縫埋弧焊管、螺旋縫埋弧焊管、ERW焊管及其生產、檢測設備技術；燃氣管道的新材料及其配套部件、彎管的制造設備及技術、管內外壁防腐材料技術和堵漏技術；地下管線探測、檢測、臨測技術設備、綜合信息管理系統等；
●加氣站設備/天然氣汽車及相關配套產品展區:
①加氣站建設及專用技術設備：LPG、LNG、CNG加氣站成套設備以及相關配件、LNG儲配站；壓縮機、干燥器、站用儲氣裝置、回收罐、加氣機及其配件等；
②天然氣汽車、零部件及專用裝備：天然氣商用車、天然氣乘用車、特種天然氣汽車、天然氣專用車、柴油雙燃料汽車、深冷液化天然氣汽車、壓縮天然氣汽車、液化石油氣汽車、天然氣運輸車；CNG 及 LPG 燃氣發動機、雙燃料或兩用燃料發動機；儲氣系統、充氣裝置、儲氣瓶；天然氣過濾器、減壓調節器、混合器、低壓氣軟管及循環水軟管等；
③凈化設備：天然氣、煤層氣、氫氣、工業氣體、壓縮空氣干燥、分子篩脫水裝置等。
展開 霍普金森拉桿壓桿
二、 設備主要部件組成
霍普金森多功能拉、壓桿設備主要由儲氣裝置、發射與控制操縱系統、桿系與子彈、量測與分析系統、中心支撐部件、組合基礎導軌、主動圍壓部分、單次加載裝置、緩沖裝置和輔助設備等組成。霍普金森多功能拉、壓桿設備是建立在統一高精度基準之下的一套專用試驗設備。其中主要不同于其它設備的特殊部分分述如下：
1. 發射系統
由儲氣室、發射體、操控模塊、活塞、聯接法蘭、可快換變徑炮管、支承座、反后座支架等組成。
2. 桿件桿徑
壓桿：φ10mm，20mm,30mm,40mm,50mm,80mm,100mm
拉桿：φ20mm，φ14.28mm,φ10mm
3. 操作臺
操控模塊為獨有結構，在發射體上安裝，具有進氣閥、儲氣室微調閥、減壓閥、壓力表、炮管底部排氣閥、自動快速放（氣）炮開關。可以自動操作子彈就位，子彈發射，采集沖擊信號，導出沖擊方波，得出應變率和應力等測試結果
4. 桿系與子彈
材料18Ni；金屬材料均進行過熱處理，所有桿件端面垂直度均可達到0.02mm 以內，桿徑和端面粗糙度達到 Ra0.8 以上。
5. 中心支撐部件
由基座、開合上座、三向移動調整定位機構、高精度軸承、壓蓋、手動調整機構等構成。主要特點在統一基準導軌下可使不同直徑桿系沿軸向運動為滾動摩擦，滑動輕快，自調整極其方便，最大優點受力合理使桿系工作壽命大大延長。
6. 組合基準導軌
由型材導軌、地腳調節裝置等拼合組成的一整體導軌。使用專用技術，使導軌在安裝好后，形成兩個基準：一個是側基準，一個是水平基準，可使發射裝置、桿系、支撐部件等在同一基準下工作，大大提高調試工作效率。
7.
展開 
哪種技術路線能支撐起長時儲能的大旗
作為傳統壓縮空氣儲能系統，其儲氣裝置為地下 洞穴或廢棄礦洞，發電過程中均需使用燃料，能量轉化率相對較低，在 45-55% 左右。
以中儲國能為代表的中國企業持續推進先進壓縮空氣儲能系統的研究。相較于傳 統壓縮空氣儲能系統，先進壓縮空氣儲能系統不依賴化石燃料、不使用儲氣洞穴， 具有壽命長、清潔無污染、儲能周期不受限制等優勢。中儲國能于 2021 年底實 現并網的張家口 100MW/400MWh 先進壓縮空氣儲能系統，設計效率達到了 70.4%，單位裝機成本降低至 450-750 美元/KW。該項目將有效促進我國壓縮空 氣儲能技術產業化進程。
2.3、鋰離子電池：優秀的中短時儲能技術同樣適用于部分長時場景
2.3.1、優劣勢：儲能技術較為成熟，但鋰資源約束明顯
優勢 1：鋰電池儲能是當前技術最為成熟、裝機規模最大的電化學儲能技術。根 據中關村儲能數據，2021 年鋰離子電池占中國新型儲能裝機量的 89.7%，是最 具代表性的新型儲能技術，目前廣泛應用于 1-2 小時的中短時儲能場景中，在 4-8 小時的儲能項目中也有應用。
劣勢 1：鋰離子電池提供功率與貯存能量的裝置綁定在一起，在不提升功率，僅 提升容量的情況下，電池成本等比例增加。即 4 小時儲能系統的電池成本是 1 小時儲能系統的 4 倍。而抽水蓄能、壓縮空氣、液流電池、熔融鹽等儲能方式， 均可以實現功率裝置和能量裝置的解耦，若單純增加儲能時間，僅需等比例配置 貯存能量的裝置即可。劣勢 2：隨著全球電池需求量的迅速增長，鋰資源開始面臨著資源約束問題。一 方面是鋰資源的總量分布有限，地殼豐度僅為 0.006%;另一方面是鋰資源的空間 分布不均勻，鋰礦主要分布在澳洲、南美地區，根據美國地質勘探局 2021 年報 告，我國鋰資源儲量僅占全球 6%，且開采成本較高，現在的電池生產用鋰對外 依存度過高。
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