CN108138652A - 压缩空气储藏发电装置以及压缩空气储藏发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩空气储藏发电装置，压缩空气储藏发电装置（2）具备马达（8a）、压缩机（10）、蓄压罐（12）、膨胀机（14）、发电机（16）、第1热交换器（18a）以及冷能取出部（13）。马达（8a）借助使用可再生能量发电的输入电力被驱动。压缩机（10）与马达（8a）机械性地连接，压缩空气。蓄压罐（12）储存借助压缩机（10）压缩的压缩空气。膨胀机（14）借助从蓄压罐（12）供给的压缩空气被驱动。发电机（16）与膨胀机（14）机械性地连接。第1热交换器（18a）利用热介质和从压缩机（10）供给的压缩空气进行热交换从而将压缩空气冷却至常温附近。冷能取出部（13）将作为工作流体的空气作为常温以下的冷气取出。由此，提供能够使不规则地变动的输入电力平滑化、并且能够借助该输入电力有效地进行制冷采暖的压缩空气储藏发电装置（2）。

Description

压缩空气储藏发电装置以及压缩空气储藏发电方法

技术领域

本发明涉及一种压缩空气储藏发电装置以及压缩空气储藏发电方法。

背景技术

作为使利用了可再生能量那样的不规则地变动的不稳定的能量的发电的输出平滑化的技术，代表技术是在产生剩余发电电力时储存电气、在电力不足时补充电气的蓄电池。作为大容量蓄电池的例子，公知有钠硫电池、氧化还原液流电池、锂蓄电池以及铅蓄电池等。这些电池均是化学性的二次电池，只能将储存的能量以电气的形式输出。

此外，作为其它平滑化的设备，公知有一种被称作压缩空气储藏（CAES）的技术，在该技术中，在产生剩余发电电力时，储存从压缩机排出的压缩空气来代替储存电气，在需要时利用空气涡轮发电机等再转换为电气（专利文献1～3）。

专利文献1：日本特开2012-97737号公报。

专利文献2：日本特表2013-512410号公报。

专利文献3：日本特表2013-536357号公报。

作为借助可再生能量发电的电力的输出目的地，有时也向商用系统作为电力输出从而售电，但是还考虑不返回至商用系统而在发电场所内或者接近的需求设施中消耗的情况。作为这样的需求设施的一例，存在为了计算机的冷却需要庞大的制冷的数据中心、需要根据制造工序中的限制而预先调整为恒定温度的精密机械工场以及半导体工场。

另外，在使用大电力的需求设施中还需要以下节电方法：根据其使用电力的变动，在使用电力少时蓄电，在使用电力增大时放电从而抑制最大使用电力量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩空气储藏发电装置，该压缩空气储藏发电装置能够使可再生能量那样的不规则地变动的发电输出平滑化，并且借助这样变动的输入电力也能够高效地利用冷能。

本发明的第1方式提供一种压缩空气储藏发电装置，该压缩空气储藏发电装置具备：电动机，其借助不规则地变动的输入电力被驱动；压缩机，其与前述电动机机械性地连接，压缩空气；蓄压部，其储存借助前述压缩机压缩的压缩空气；膨胀机，其借助从前述蓄压部供给的压缩空气被驱动；发电机，其与前述膨胀机机械性地连接；第1热交换器，其利用热介质和从前述压缩机供给的压缩空气进行热交换从而将压缩空气冷却至常温附近；以及冷能取出部，其将作为工作流体的空气作为常温以下的冷气取出。

在此，前述冷能取出部也可以包括前述膨胀机的排气口。

根据该结构，通过借助蓄压部将能量作为压缩空气储藏，能够使可再生能量那样的不规则地变动的发电输出平滑化。此外，通过借助冷能取出部取出常温以下的冷气（制作出冷能），即使借助可再生能量那样的不规则地变动的电力也能够高效地利用冷能。特别是，与直接使用商用电力制作出冷能的情况相比，能够大幅度提高热效率。此外，能够通过利用伴随着发电的膨胀所产生的吸热，而高效地冷却空气，因此能够将膨胀机作为冷能取出部有效利用。在此，在第1热交换器中压缩空气被冷却至常温附近，“常温附近”指的是在压缩空气储藏于蓄压部期间、不会向外部空气散热而大幅度损失压缩空气保有的能量的程度的温度。

也可以是，前述冷能取出部具备第2热交换器，该第2热交换器利用冷介质（例如水）和从前述膨胀机供给的常温以下的冷气进行热交换，将冷介质冷却至常温以下而获得冷却冷介质（例如冷水）。

通过设置第2热交换器，能够取出冷却冷介质来用于制冷。此外，能够调整冷气和冷介质的热交换量从而将冷却冷介质的温度调整为恒定温度。

也可以是，前述第1热交换器作为将借助热交换回收的压缩热量作为热能取出的热能取出部发挥作用。

前述第1热交换器作为热能取出部发挥作用，从而不仅能够取出冷能而且还能够取出热能，能够进一步提高热效率。此外，不必追加用于取出热能的新的设备。

也可以是，在前述热能取出部上流体性地连接冷冻机。

由于能够借助冷冻机将热能转换为冷能而取出，因此作为压缩空气储藏发电整体能够取出更多的冷能。由此，不仅能够利用来自前述冷能取出部的冷能，而且还能够利用来自冷冻机的冷能，因此能够向数据中心、大型计算机等需要大量冷能的需求设施供给更多的冷能。

也可以是，前述压缩空气储藏发电装置还具备模式切换机构，该模式切换机构能够切换冷能取出模式和发电模式，该冷能取出模式是使借助前述冷能取出部取出冷能的效率提高的模式，该发电模式是使借助前述发电机发电的效率提高的模式。

通过设置模式切换机构，能够根据需要切换模式，从而能够实现兼顾热效率提高和充放电效率提高两者。

也可以是，前述压缩空气储藏发电装置还具备：高压蓄压部，其具有比前述蓄压部的允许蓄压值高的允许蓄压值；以及高压压缩机，其将空气压缩为比借助前述压缩机压缩的压缩空气高的压力，供给至前述高压蓄压部。

通过设置高压蓄压部和高压压缩机，能够在商用电力系统停电等紧急情况下长时间供给紧急电源和制冷。这对于数据中心、大型计算机等在停电时也需要紧急电源并且需要大量冷能的需求设施特别有效。

本发明的第2方式提供一种压缩空气储藏发电方法，该压缩空气储藏发电方法借助不规则地变动的输入电力压缩空气，将在前述压缩工序中升温的压缩空气冷却至常温附近，储藏冷却至前述常温附近的压缩空气，使储藏的压缩空气膨胀，从而用于发电，同时冷却至常温以下而作为冷气取出。

根据本发明，通过借助蓄压部将能量作为压缩空气储藏，能够使像借助可再生能量形成的发电输出那样不规则地变动的输入电力平滑化，并且借助冷能取出部取出常温以下的冷气，从而即使借助不规则地变动的输入电力也能够高效地利用冷能。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的压缩空气储藏发电装置的概略结构图。

图2是作为发电设备的压缩空气储藏发电装置的概略结构图。

图3是本发明的第2实施方式所涉及的压缩空气储藏发电装置的概略结构图。

图4是表示各模式相对于输入电力的能效的柱形图。

图5是本发明的第3实施方式所涉及的压缩空气储藏发电装置的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

（第1实施方式）

图1表示本发明的第1实施方式所涉及的压缩空气储藏（compressed air energystorage，CAES）发电装置2的概略结构图。该CAES发电装置2使利用可再生能量发电的情况下的向电力系统4的输出变动平滑化，并且输出与电力系统4中的需要电力的变动匹配的电力。

参照图1对本实施方式的CAES发电装置2的结构进行说明。

CAES发电装置2将利用可再生能量的发电装置6的输出变动平滑化。CAES发电装置2至少具备马达（电动机）8a、压缩机10、蓄压罐（蓄压部）12、膨胀机14、发电机16以及第1热交换器18a。

在图1所涉及的实施方式中，作为发电装置6而使用风力发电、太阳光发电等利用了可再生能量的发电，但是只要产生的电力不规则地变动，也可以不是利用可再生能量的发电。例如，也可以是由于设置于工场等的使用大电力的设备（例如，大型计算机、电气炉等）而变动的电力。

借助利用可再生能量的发电装置6发电的不规则地变动的电力被供给至马达8a。后文将从发电装置6供给至马达8a的电力称作输入电力。马达8a借助输入电力被驱动。马达8a与压缩机10机械性地连接。

利用马达8a驱动压缩机10。压缩机10的排出口10b通过空气配管20a与蓄压罐12流体性地连接。压缩机10如果被马达8a驱动，则从吸气口10a吸入空气，压缩并从排出口10b排出，通过空气配管20a向蓄压罐12压送压缩空气。在空气配管20a中设置有第1热交换器18a。

蓄压罐12通过空气配管20b与膨胀机14流体性地连接。蓄压罐12储存压送来的压缩空气。即，在蓄压罐12中能够以压缩空气的形式蓄积能量。在蓄压罐12中储存的压缩空气通过空气配管20b供给至膨胀机14。在空气配管20b中设置有阀22，能够通过开闭阀22而允许或者切断向膨胀机14供给压缩空气。

膨胀机14与发电机16机械性地连接。从供气口14a被供给压缩空气的膨胀机14借助被供给的压缩空气工作，驱动发电机16。即，使储藏于蓄压罐12的压缩空气膨胀并用于发电。膨胀的空气借助膨胀时的吸热冷却至常温以下，从排气口14b排出到空气配管20d内。即，通过使储藏的压缩空气膨胀而冷却至常温以下，作为冷气取出。因此，在本实施方式中，膨胀机14被包含于本发明的冷能取出部13，能够通过空气配管20d将作为工作流体的空气作为冷气取出。在空气配管20d中设置有第2热交换器18b，冷却至常温以下的冷气通过空气配管20d被供给至第2热交换器18b。

此外，借助蓄压罐12将能量作为压缩空气储藏，从而使借助可再生能量形成的发电输出平滑化，借助冷能取出部13（膨胀机14）取出常温以下的冷气，从而能够借助可再生能量高效地进行制冷。特别是，与直接使用商用电力制作冷能的情况相比，能够大幅度提高热效率。此外，能够通过利用伴随着发电的膨胀所产生的吸热，而高效地冷却空气，因此在本实施方式中能够将膨胀机14有效用作冷能取出部13。

发电机16与电力系统4电连接，利用发电机16发电的电力（以下称作发电电力）被供给至电力系统4或者马达8a（参照图1的单点划线）。能够通过切换开关30改变发电电力的供给目的地。也可以根据由电力系统4所要求的需要电力来切换开关30。

在第1热交换器18a中，利用将压缩机10与蓄压罐12流体性地连接的空气配管20a内的压缩空气和热介质配管34a内的热介质进行热交换，将利用压缩机10产生的压缩热量回收至热介质。即，在第1热交换器18a中，压缩空气的温度下降，热介质的温度上升。特别是，为了后述的热量损失防止以及冷能回收，压缩空气的温度下降至常温附近。在此，“常温附近”指的是在压缩空气储藏于蓄压罐12期间、不会向外部空气散热而大幅度损失压缩空气保有的能量程度的温度。在此所称的“常温附近”的温度因蓄压罐12的设置场所的温度（在本实施方式中指外部空气温度）而变动，但是10～50℃左右的温度是适当的。在此，温度上升的热介质被供给至第3热交换器18c，用于热交换。此外，第1热交换器18a也可以是冷却塔等单一的冷却机构。

通过设置第1热交换器18a，能够防止因蓄压罐12处的散热导致的能量损失。在不设置第1热交换器18a的情况下，借助压缩热量而温度上升的压缩空气被供给至蓄压罐12。在这种情况下，温度上升的压缩空气在储存于蓄压罐12期间向外部空气散热，损失热能量。为了防止发生这样的情况，设置第1热交换器18a，使供给至蓄压罐12的压缩空气的温度下降至常温附近。

关于取出冷能，借助第1热交换器18a使压缩空气的温度下降至常温附近，从而供给至膨胀机14的空气的温度也下降至常温附近。因此，常温附近的空气在膨胀机14中膨胀，由于膨胀吸热导致温度从常温附近进一步下降，因此能够使排出的空气温度为常温以下。因此，能够将冷能作为常温以下的冷气回收。

在第2热交换器18b中，利用从膨胀机14通过空气配管20d排出的常温以下的空气和通过冷水配管40从水供给部19供给的水进行热交换，将水冷却至常温以下而作为冷水（冷却冷介质）取出。被取出的冷水用于制冷等。因此，第2热交换器18b被包含于本发明的冷能取出部13。关于需要制冷的目的地，例如，存在为了计算机的冷却需要庞大的制冷的数据中心、需要根据制造工序中的限制而预先调整为恒定温度的精密机械工场以及半导体工场等。此外，在利用第2热交换器18b进行热交换而温度上升的空气配管20d内的空气还依然保持能够用于制冷的程度的低温的情况下，也可以供给至上述的需要制冷的目的地，用于制冷。

通过设置第2热交换器18b，能够取出冷水用于制冷。此外，能够调整冷气和水的热交换量从而将冷水的温度调整为恒定温度。

而且，从膨胀机14通过空气配管20d排出的常温以下的空气或者利用第2热交换器18b冷却的冷水也可以被供给至第1热交换器18a，用于压缩空气的冷却。

从作为冷能取出部13的膨胀机14或者第2热交换器18b对第1热交换器18a供给冷能，从而不必从系统外供给用于冷却压缩空气的冷能。此外，能够利用简单的结构有效利用取出的冷能。

在本实施方式中，使用水作为冷介质，但是也可以使用在水中添加了防冻液等而成的混合物，也可以代替使用氟利昂等冷介质。

关于取出热能，第1热交换器18a作为热能取出部17发挥作用，从而不仅能够取出冷能还能够取出热能，能够进一步提高热效率。此外，不必追加用于取出热能的新的设备，能够以低成本且简单的结构取出热能。

蓄热罐32a通过热介质配管34a分别与第1热交换器18a以及第3热交换器18c流体性地连接。蓄热罐32a以内部的热介质不发生温度变化的方式被隔热，热介质在热介质配管34a中流动。不限定热介质的种类，例如可以是水、油等。在热介质配管34a中设置有泵36a。泵36a使热介质通过热介质配管34a在蓄热罐32a、第1热交换器18a以及第3热交换器18c之间循环。

在第3热交换器18c中，利用在第1热交换器18a中温度上升的热介质和通过热水配管42c从水供给部19供给的水进行热交换，使水上升至能够用作采暖的规定温度。在此制作的热水用于采暖。因此，第3热交换器18c被包含于本发明的热能取出部17。与此相对，利用第3热交换器18c而温度下降的热介质通过热介质配管34a被供给并储存于蓄热罐32a。热介质从蓄热罐32a被供给至第1热交换器18a并循环。此外，利用第3热交换器18c使温度上升的物质不仅可以是水，也可以是油等其它热介质。此外，并非必须设置第3热交换器18c，也可以省略第3热交换器18c，将利用第1热交换器18a而温度上升的热介质用于采暖。

在第3热交换器18c上流体性地连接有冷冻机38。从第3热交换器18c向冷冻机38供给热能的一部分，转换为冷能用于制冷。因此，冷冻机38被包含于本发明的冷能取出部13。在本实施方式中，从第3热交换器18c向冷冻机38供给热能，但是也可以将第1热交换器18a与冷冻机38流体性地连接，从第1热交换器18a向冷冻机38供给热能。此外，也可以设置未图示的阀等，根据需要将热能供给至冷冻机38，切换制冷和采暖。由于能够借助冷冻机38将热能转换为冷能而取出，因此能够对例如数据中心、大型计算机等需要大量的冷能的需求设施供给更多的冷能。作为本实施方式的冷冻机，能够使用吸收式冷冻机、吸附式冷冻机等将热能转换为冷能的各种冷冻机。

此外，在本实施方式中，为了对马达8a以及发电机16中的电气损失、机械损失那样的相对于压缩热量较小的热量也进行回收，设置有第4热交换器18d以及第5热交换器18e。在第4热交换器18d以及第5热交换器18e中，利用通过热水配管42a、42b从水供给部19供给的水和从马达8a以及发电机16进行热回收而温度上升的热介质进行热交换，使水上升至规定的温度而作为热水取出。因此，第4热交换器18d以及第5热交换器18e被包含于本发明的热能取出部17。取出的热水能够用于热浴设施、热水池、农业设施以及采暖等。热介质配管34b、34c内的热介质分别借助泵36b、36c循环。

此外，本实施方式的CAES发电装置2具备：高压压缩机28，与压缩机10相比将空气压缩为高压；以及高压蓄压罐（高压蓄压部）24，具有比蓄压罐12的允许蓄压值高的允许蓄压值。

与压缩机10相同，在高压压缩机28中机械性地连接有马达8b。高压压缩机28被马达8b驱动，从吸气口28a吸气，与压缩机10相比将空气压缩为高压，从排出口28b向高压蓄压罐24供给压缩空气。因此，高压蓄压罐24内的压力通常比蓄压罐12内的压力高。作为蓄压罐12和高压蓄压罐24的压力（蓄压值）的例子，考虑将蓄压罐12设定为小于0.98MPa，将高压蓄压罐24设定为4.5MPa左右。

高压蓄压罐24通过空气配管20c与蓄压罐12以及膨胀机14流体性地连接。具体而言，空气配管20c的一端与高压蓄压罐24流体性地连接，另一端与空气配管20b流体性地连接。在空气配管20c中设置有流量调整阀26，通过调整流量调整阀26的开度，能够对向蓄压罐12以及膨胀机14供给的空气的流量进行调整。通过向膨胀机14供给减压的高压空气能够进行发电，通过向蓄压罐12供给减压的高压空气，能够对储藏于蓄压罐12的减少的压缩空气量进行补充。

通过设置高压蓄压罐24和高压压缩机28，能够在停电等紧急情况下长时间供给紧急电源和制冷。具体而言，在正常情况下流量调整阀26关闭，高压蓄压罐24的内压被保持得较高。在发生停电等需要较多的发电量时或在长时间发电导致蓄压罐12的内压下降时，打开流量调整阀26，从高压蓄压罐24向膨胀机14供给较多的压缩空气。由此，能够防止被膨胀机14驱动的发电机16的发电量下降，同时还能够取出冷能。这对数据中心、大型计算机等需要大量的冷能的需求设施特别有效。

另外，本实施方式的压缩机10以及膨胀机14不限定其种类，可以是螺旋式、涡旋式、涡轮式以及往复式等。但是，为了响应性高且线性追随不规则地变动的输入电力，优选螺旋式。此外，压缩机10以及膨胀机14的数量都是一台，但是台数没有特别限定，也可以是两台以上的多台。此外，也不限定高压压缩机28的种类，但是为了预先压缩并保持为高压，优选往复式。

图2与本实施方式不同，是与取出冷能相比更加重视发电效率时的CAES发电装置2的概略结构图。在图2所示的比较例中，从图1的第1实施方式中省略第2热交换器18b，设置有第6热交换器18f。此外，伴随设置第6热交换器18f，为了以不同的温度储藏热介质而设置有两个蓄热罐32a、32b。除此之外的结构与图1实质上相同，对相同的构成要素标记相同的附图标记并省略说明。

在第6热交换器18f中，利用从蓄压罐12向膨胀机14延伸的空气配管20b内的压缩空气和循环的热介质配管34d内的热介质进行热交换，在借助膨胀机14进行的膨胀前使压缩空气的温度上升。即，在第6热交换器18f中，压缩空气的温度上升，热介质的温度下降。利用第6热交换器18f而温度下降的热介质被供给并储存于蓄热罐32a。储存于蓄热罐32a的热介质通过热介质配管34d被供给至第1热交换器18a。利用第1热交换器18a而温度上升的热介质被供给并储存于蓄热罐32b。储存于蓄热罐32b的热介质通过热介质配管34d被供给至第6热交换器18f。在热介质配管34d中设置有用于使热介质流动的泵36d，热介质借助泵36d进行循环。如此，通过在压缩空气膨胀前使压缩空气的温度上升，而能够提高膨胀效率，能够提高发电效率。

（第2实施方式）

图3所示的第2实施方式的CAES发电装置2具有将图1的第1实施方式和图2的比较例组合了的结构。具体而言，能够执行冷能取出模式和发电模式这两个模式，具有切换两个模式的模式切换机构44，在冷能取出模式中，提高取出借助图1所示的第1实施方式的膨胀机14形成的冷能的效率，在发电模式中，提高借助图2所示的比较例的发电机16形成的发电效率。

模式切换机构44包括三通阀46、48。三通阀46、48设置于热介质配管34e。一个三通阀46具有与第1热交换器18a连接的第1端口46a、与第3热交换器18c连接的第2端口46b以及与蓄热罐32b连接的第3端口46c。另一个三通阀48具有与蓄热罐32a连接的第1端口48a、与第3热交换器18c连接的第2端口48b以及与第6热交换器18f连接的第3端口48c。因此，能够通过开闭三通阀46、48的各端口46a～46c、48a～48c，从而允许或者切断这些构成要素间的热介质的流动，从而切换为需要的模式。

在冷能取出模式中，一个三通阀46打开第1端口46a以及第2端口46b，关闭第3端口46c。另一个三通阀48打开第1端口48a以及第2端口48b，关闭第3端口48c。因此，热介质配管34e内的热介质按照蓄热罐32a、第1热交换器18a、三通阀46、第3热交换器18c、三通阀48以及蓄热罐32a的顺序流动，借助泵36e循环。

在发电模式中，一个三通阀46打开第1端口46a以及第3端口46c，关闭第2端口46b。另一个三通阀48打开第1端口48a以及第3端口48c，关闭第2端口48b。因此，热介质配管34e内的热介质按照蓄热罐32a、第1热交换器18a、三通阀46、蓄热罐32b、第6热交换器18f、三通阀48以及蓄热罐32a的顺序流动，借助泵36e循环。

通过设置模式切换机构44，能够根据需要切换模式，从而能够实现兼顾热效率和充放电效率两者。即，在休息日、节日等工场停止工作而不需要冷能的情况下，优先向商用系统售电而以发电模式运转，在工场工作中需要冷能的情况下，以冷能取出模式运转即可。

图4表示发电模式以及冷能取出模式相对于输入电力的能效。如果相对于输入电力比较发电模式和冷能取出模式的发电效率（实线斜线部），则发电模式的发电效率更高。这是因为：在冷能取出模式中，将利用第1热交换器18a回收的热量用作采暖来提高热效率（虚线斜线部），与此相对，在发电模式中，使用利用第1热交换器18a回收的热量加热利用第6热交换器18f膨胀前的空气而提高发电效率。此外，从马达8a以及发电机16经由第4热交换器18d以及第5热交换器18e将热能作为热水取出的能效在两个模式中是相同的（M、G部分），但是在冷能取出模式中进一步取出冷能用于制冷（C1、C2部分）。在此，C1部分是利用第2热交换器18b进行的热交换后通过冷水配管40作为冷水取出的冷能，C2部分是利用第2热交换器18b进行的热交换后还依然是常温以下的通过空气配管20d作为冷气取出的冷能。冷能取出模式的综合能效比发电模式的综合能效高。在图表中，冷能取出模式的能效比输入电力高，能效超过100%，但这是因为能够从周围的空气获取能量而回收冷能以及热能并利用。根据冷能和热能的取出比率，整体的能效不同，但是作为一例，能够期待180%（COP（Coefficient Of Performance）＝1.8）左右的效率。

（第3实施方式）

图5表示第3实施方式的CAES发电装置2的概略结构图。本实施方式的CAES发电装置2除了关于冷能取出部14的结构以外，与图1的第1实施方式实质上相同。因此，对于与图1所示的结构相同的部分省略说明。

本实施方式的CAES发电装置2从图1的第1实施方式的CAES发电装置2中省略了第2热交换部18b以及冷水配管40。因此，从膨胀机14的排气口14b通过空气配管20d供给的冷气也可以直接用于制冷。

如此，也可以不经由第2热交换器18b等制作冷水而是将冷气直接用于制冷。在这种情况下，不需要用于制作冷水的第2热交换器18b、冷水配管20d（参照图1）等设备，能够利用简单的结构取出冷能并利用。但是，在冷气显著变为低温的情况下或者者如果冷气量变动则产生不便的情况下，优选设置冷能用的蓄热槽，供给需要的温度和量。

在此记载的各实施方式中，借助可再生能量进行的发电的对象能够将以下全部作为对象：利用例如风力、太阳光、太阳热、波力或者潮力、流水或者潮汐等利用自然的力恒常地（或反复地）补充且不规则地变动的能量的发电。此外，也可以是因工场内的其它消耗大电力的设备而导致电力变动的发电。

附图标记说明

2 压缩空气储藏发电装置（CAES发电装置）；4 电力系统；6 发电装置；8a、8b 马达（电动机）；10 压缩机；10a 吸气口；10b 排出口；12 蓄压罐（蓄压部）；13 冷能取出部；14 膨胀机（冷能取出部）；14a 供气口；14b 排气口；16 发电机；17 热能取出部；18a 第1热交换器（热能取出部）；18b 第2热交换器（冷能取出部）；18c 第3热交换器（热能取出部）；18d 第4热交换器（热能取出部）；18e 第5热交换器（热能取出部）；18f 第6热交换器；19 水供给部；20a、20b、20c、20d 空气配管；22 阀；24 高压蓄压罐（高压蓄压部）；26 流量调整阀；28 高压压缩机；28a 吸气口；28b 排出口；30 开关；32a、32b 蓄热罐； 34a、34b、34c、34d、34e 热介质配管；36a、36b、36c、36d、36e 泵； 38 冷冻机（冷能取出部）；40 冷水配管；42a、42b、42c 热水配管；44 模式切换机构；46 三通阀（模式切换机构）；46a 第1端口；46b 第2端口；46c 第3端口；48 三通阀（模式切换机构）；48a 第1端口；48b 第2端口；48c 第3端口。

Claims (8)

1.一种压缩空气储藏发电装置，所述压缩空气储藏发电装置的特征在于，该压缩空气储藏发电装置具备：

电动机，其借助不规则地变动的输入电力被驱动；

压缩机，其与前述电动机机械性地连接，压缩空气；

蓄压部，其储存借助前述压缩机压缩的压缩空气；

膨胀机，其借助从前述蓄压部供给的压缩空气被驱动；

发电机，其与前述膨胀机机械性地连接；

第1热交换器，其利用热介质和从前述压缩机供给的压缩空气进行热交换，从而将压缩空气冷却至常温附近；以及

冷能取出部，其将作为工作流体的空气作为常温以下的冷气取出。

2.如权利要求1所述的压缩空气储藏发电装置，其特征在于，

前述冷能取出部包括前述膨胀机的排气口。

3.如权利要求1或2所述的压缩空气储藏发电装置，其特征在于，

前述冷能取出部具备第2热交换器，所述第2热交换器利用冷介质和从前述膨胀机供给的常温以下的冷气进行热交换，将冷介质冷却至常温以下而获得冷却冷介质。

4.如权利要求1或2所述的压缩空气储藏发电装置，其特征在于，

前述第1热交换器作为热能取出部发挥作用，所述热能取出部将借助热交换回收的压缩热量作为热能取出。

5.如权利要求4所述的压缩空气储藏发电装置，其特征在于，

在前述热能取出部上流体性地连接有冷冻机。

6.如权利要求1或2所述的压缩空气储藏发电装置，其特征在于，

前述压缩空气储藏发电装置还具备模式切换机构，所述模式切换机构切换冷能取出模式和发电模式，所述冷能取出模式是使借助前述冷能取出部取出冷能的效率提高的模式，所述发电模式是使借助前述发电机发电的效率提高的模式。

7.如权利要求1或2所述的压缩空气储藏发电装置，其特征在于，

前述压缩空气储藏发电装置还具备：

高压蓄压部，其具有比前述蓄压部的允许蓄压值高的允许蓄压值；以及

高压压缩机，其将空气压缩为比借助前述压缩机压缩的压缩空气高的压力，供给至前述高压蓄压部。

8.一种压缩空气储藏发电方法，所述压缩空气储藏发电方法的特征在于，

借助不规则地变动的输入电力压缩空气，

将在前述压缩工序中升温的压缩空气冷却至常温附近，

储藏冷却至前述常温附近的压缩空气，

使储藏的压缩空气膨胀，从而用于发电，同时冷却至常温以下而作为冷气取出。