CN109751211B - 能量储放设备及能量储放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种能量储放设备及能量储放方法。能量储放设备包括：第一压缩单元、第一热交换单元、气体储放单元以及涡轮单元。第一热交换单元直接或间接连接于气体储放单元以及第一压缩单元之间。第一气体从第一进气口进入第一压缩单元，且依序通过第一压缩单元、第一热交换单元、气体储放单元以及涡轮单元，而从排气口排出。第一气体进入第一热交换单元前的第一温度高于第一气体通过第一热交换单元后的第二温度，且第一气体通过第一温度与第二温度之间的温度差以提供第一热能，以调节所述第一气体通过所述涡轮单元后的温度，且在持续不断的处理所述第一气体的同时能够在能量的储存跟释放之间切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量储放设备及能量储放方法，特别是涉及一种利用空气压缩的能量储放设备及能量储放方法。
背景技术
现有技术中的压缩空气储能系统(Compressed Air Energy System,CAES)运作方式如下。在电网负荷量低时，利用压缩空气储能系统中的压缩器而将空气压缩，并将空气高压密封储存在地质空间，例如矿井、油气井、海洋深处、山洞，在用电高峰期释放压缩空气以推动涡轮发电机。
压缩空气储能系统具有储能容量较大、储能周期长、效率高和耗资小等优点。然而，传统的压缩空气储能系统仍需仰赖燃烧而提供热源，因此受到燃料成本、燃烧产物的污染问题等限制。此外，寻找适当的储气空间也需要地理条件许可，故现有的压缩空气储能系统仍具有改善的空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种能量储放设备，其利用热交换单元将因压缩而升温的气体进行降温，并在持续不断的接收气体、对气体进行压缩且降温的同时，能够在能量的储存与释放之间切换，并且能够利用从进气口进入的气体所含的热量以调节出气口排放气体的温度，而不需要额外使用燃烧室或者热能储放设备即可提供气体膨胀所需的热能。
为解决现有的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种能量储放设备，其包括一第一压缩单元、一第一热交换单元、一气体储放单元以及一涡轮单元。所述第一压缩单元连接于一第一进气口。所述第一热交换单元直接或间接连接于所述第一压缩单元以及所述气体储放单元之间。所述涡轮单元连接于所述第一热交换单元以及一排气口之间。一第一气体从所述第一进气口进入所述第一压缩单元，且依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元、所述气体储放单元以及所述涡轮单元，而从所述排气口排出。所述第一气体进入所述第一热交换单元前的一第一温度高于所述第一气体通过所述第一热交换单元后的一第二温度，且所述第一气体通过所述第一温度与所述第二温度之间的温度差以提供一第一热能。
更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一发电单元，所述发电单元连接于所述涡轮单元。
更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一第二热交换单元，所述第二热交换单元连接于所述第一热交换单元与所述气体储放单元之间；其中，所述第一气体从所述进气口而进入所述第一压缩单元，并依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元、所述第二热交换单元、所述气体储放单元、所述第二热交换单元以及所述涡轮单元，而从所述排气口排出。
更进一步地，所述第一气体流出所述第一热交换单元后进入所述第二热交换单元前的所述第二温度高于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第三温度，且所述第一气体通过所述第二温度与所述第三温度之间的温度差以提供一第二热能；其中，所述第一气体流出所述气体储放单元后进入所述第二热交换单元前的一第四温度低于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第五温度，所述第四温度与所述第五温度之间具有一温度差。
更进一步地，所述第一气体在一段时间内持续进入所述进气口，以使在所述第二热交换单元与所述涡轮单元之间且自所述第二热交换单元被输往所述涡轮单元的所述第一气体，与自所述第一热交换单元释放出的所述第一气体汇流。
更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一热电组件，所述热电组件连接于所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间，或连接于所述第一热交换单元及所述第二热交换单元至少其中之一上。
更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一第二压缩单元以及一第三热交换单元，所述第三热交换单元连接于所述第二压缩单元与所述气体储放单元之间，其中，一第二气体通过一第二进气口而进入所述第二压缩单元，并依序通过所述第二压缩单元、所述第三热交换单元的处理而进入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换。
更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一热电组件，所述热电组件连接于所述第三热交换单元上，或连接于所述第二热交换单元与所述第三热交换单元之间。
更进一步地，所述第一热交换单元直接或间接连接于所述第三热交换单元，且所述第一气体依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元以及所述第三热交换单元而进入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
更进一步地，所述第一热交换单元直接或间接连接于所述气体储放单元，且所述第一气体依序通过所述第一压缩单元与所述第一热交换单元而进入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
更进一步地，所述能量储放设备还进一步包括：一气体混合器，所述气体混合器设置在所述进气口以及所述排气口两者至少其中之一。
更进一步地，所述第一气体为一富含二氧化碳的气体。
更进一步地，所述排气口连接于一植物培养装置，以使所述第一气体通过所述排气口进入所述植物培养装置。
为解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种能量储放方法，其包括：使一第一气体通过一第一压缩单元以压缩所述第一气体；使所述第一气体通过一第一热交换单元，其中，所述第一气体进入所述第一热交换单元前的一第一温度高于所述第一气体通过所述第一热交换单元后的一第二温度，且所述第一气体通过所述第一温度与所述第二温度之间的温度差以提供一第一热能；使所述第一气体储存于一气体储放单元；所述气体储放单元释放所述第一气体，以使所述第一气体通过一涡轮单元后而从一排气口排出，且所述第一气体通过所述涡轮单元时驱动所述涡轮单元。
更进一步地，将所述第一气体储存于所述气体储放单元的步骤之前，还进一步包括：使所述第一气体通过一第二热交换单元，其中，所述第一气体流出所述第一热交换单元后进入所述第二热交换单元前的所述第二温度高于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第三温度，且所述第一气体通过所述第二温度与所述第三温度之间的温度差以提供一第二热能；其中，所述气体储放单元释放所述第一气体，以使所述第一气体通过所述涡轮单元后而从所述排气口排出的步骤中，还进一步包括：所述气体储放单元释放所述第一气体，以使所述第一气体通过所述第二热交换单元以及所述涡轮单元后而从所述排气口排出；其中，所述第一气体流出所述气体储放单元后进入所述第二热交换单元前的一第四温度低于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第五温度，所述第一气体通过所述第四温度与所述第五温度之间具有一温度差。
更进一步地，所述第一气体在一时间段内持续进入所述进气口，以使在所述第二热交换单元与所述涡轮单元之间且自所述第二热交换单元被输往所述涡轮单元的所述第一气体，与自所述第一热交换单元释放出的所述第一气体汇流。
更进一步地，所述能量储放方法还进一步包括：使一第二气体通过一第二压缩单元，以压缩所述第二气体；使所述第二气体通过一第三热交换单元；以及使所述第二气体通入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换。
更进一步地，所述能量储放方法还进一步包括：使所述第一气体通过所述第一压缩单元以压缩所述第一气体；使所述第一气体通过所述第一热交换单元；使所述第一气体通过所述第三热交换单元；以及使所述第一气体通入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
更进一步地，所述能量储放方法还进一步包括：使所述第一气体通过所述第一压缩单元以压缩所述第一气体；使所述第一气体通过所述第一热交换单元；以及使所述第一气体通入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
更进一步地，将所述第一气体通过所述第一压缩单元以压缩所述第一气体的步骤之前，或将所述第一气体通过所述涡轮单元之后，所述能量储放方法还进一步包括：通过一设置在所述进气口或所述排气口或两者的一气体混合器以调整所述第一气体的组成。
更进一步地，所述第一气体为一富含二氧化碳的气体。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的能量储放设备以及能量储放方法，其能通过“所述第一热交换单元直接或间接连接于所述第一压缩单元以及所述气体储放单元之间”以及“所述第一气体依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元、所述气体储放单元以及所述涡轮单元，而从所述排气口排出”的技术方案，以使“所述第一气体进入所述第一热交换单元前”的一第一温度高于“所述第一气体通过所述第一热交换单元后”的一第二温度，借此所述第一气体能通过所述第一温度与所述第二温度之间的温度差而提供一第一热能，以调节所述第一气体通过所述涡轮单元后的温度，且在持续不断的处理所述第一气体的同时能够在能量的储存跟释放之间切换。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明实施例的能量储放设备的示意图；
图2为本发明实施例的能量储放方法中的第一气体被压缩及释放的流程图；
图3为本发明实施例的能量储放方法中利用第一热交换单元以及第二热交换单元的温差而提供电能的步骤示意图；
图4为本发明实施例的能量储放方法中第二气体被用以置换第一气体的流程图；
图5为本发明实施例的能量储放方法中第一气体被用以置换第二气体的流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“能量储放设备及能量储放方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
实施例
请参阅图1，其显示依据本发明实施例的能量储放设备的示意图。本发明实施例所提供的能量储放设备Z包括一第一压缩单元1、一第一热交换单元2、一气体储放单元3、以及一涡轮单元6。第一热交换单元2连接于第一压缩单元1、气体储放单元3以及一涡轮单元6之间；且涡轮单元6连接于第一热交换单元2以及排气口M之间。如图所示，一第一气体A1从一第一进气口P1进入第一压缩单元1。第一气体A1会依序通过第一压缩单元1、第一热交换单元2、气体储放单元3以及涡轮单元6，而从排气口M排出。进一步来说，涡轮单元6可为一涡轮机或其他机械设备，自流过它的第一气体A1中汲取动能，进一步驱动连接于其他动力装置或发电装置，如本发明的涡轮单元6连接于一发电单元9。发电单元9可为一发电机，可根据实际使用需求而选择适当的发电机种类。
明确而言，在本实施例中，第一气体A1为一富含二氧化碳的高温废气，其来源可为工厂、焚化炉等的燃烧废气。然而，本发明不限于此。第一压缩单元1可为一压缩机或其他压缩设备，用以对第一气体A1进行压缩，而第一热交换单元2为一热交换器，且本发明不限制热交换器的类型，第一热交换单元2在第一气体A1从第一压缩单元1输送至气体储放单元3或是流向涡轮单元6时使第一气体A1降温并提供第一热能。
进一步而言，本发明实施例的能量储放设备Z还进一步包括一第二热交换单元4，其是连接于第一热交换单元2与气体储放单元3之间。
需要说明的是，在其他实施例中，本发明的能量储放设备Z也可不具有第二热交换单元4。本实施例中，第二热交换单元4用以进一步对第一气体A1进行降温，以及在第一气体膨胀时对第一气体A1提供热量。通过第二热交换单元4吸收热能而膨胀的第一气体A1将通过涡轮单元6以驱动涡轮单元6，进而使涡轮单元6驱动发电单元9。
在能量储放设备Z具有第二热交换单元4的情况下，如本实施例，第一气体A1从第一进气口P1进入第一压缩单元1后，依序通过第一压缩单元1、第一热交换单元2、第二热交换单元4、气体储放单元3以及第二热交换单元4的处理，接着通过涡轮单元6后，从排气口M排出。
在本实施例中，可设置一热电组件5于第一热交换单元2与第二热交换单元4之间，以利用第一热交换单元2以及第二热交换单元4的温差而产生电能。热电组件5可为任何热电转换器或装置，用以将热能(即第一热交换单元2及第二热交换单元4之间的温差)转换成电能，以强化对废热的利用。
通过上述结构，本发明的能量储放设备Z可利用废热而进行气体压缩蓄能，在电网用电量低时使第一气体A1(例如：工厂废气)经过第一压缩单元1的压缩及第一热交换单元2与第二热交换单元4的降温处理而储存于气体储放单元3；而在电网负荷大时使气体储放单元3释放压缩的第一气体A1，并利用第一热交换单元2对第一气体A1降温时所释放的第一热能，使自气体储放单元3流出通过第二热交换单元4的第一气体A1吸热而膨胀。此外，当第一气体A1持续输入第一进气口P1，通过第一热交换单元2后，在第二热交换单元4与涡轮单元6之间可与自气体储放单元3释放出且通过第二热交换单元4被输往涡轮单元6的第一气体A1汇流。接着，汇流后的第一气体A1通过涡轮单元6，涡轮单元6自第一气体A1中汲取动能进而驱动发电单元9。通过上述方法，本发明在对电网的电力进行储放的同时可不间断的处理自所述第一进气口P1流入的所述第一气体A1。
本实施例中，能量储放设备Z的排气口M连接于一植物培养装置(图中未显示)，以使第一气体A1通过排气口M进入植物培养装置。植物培养装置可为农地、温室等，本发明不限制其实施样态。通过上述结构，本发明可利用富含二氧化碳的气体(例如富含二氧化碳的高温废气)，经过压缩、降温、储存的处理之后使富含二氧化碳的第一气体A1供给植物培养装置中的植物行光合作用之需，充分对废气进行回收再利用。需要说明的是，上述仅为举例说明，在其他实施例中，排气口M也可连接于其他需要高二氧化碳浓度的设备。
进一步而言，本实施例的能量储放设备Z还包括一气体混合器(图中未显示)，其可设置在第一进气口P1或者排气口M、或者同时设置在第一进气口P1和排气口M，用以改变第一气体A1的组成或温度。举例而言，当工厂排放的废气中二氧化碳浓度对植物而言太高时，可利用气体混合器在第一气体A1中混入空气，以降低二氧化碳的浓度。
请参阅图1，本发明实施例的能量储放设备Z还进一步包括一第二压缩单元7以及一第三热交换单元8。第三热交换单元8连接于第二压缩单元7与气体储放单元3之间，其中，一第二气体A2通过第二进气口P2而进入第二压缩单元7，并依序通过第二压缩单元7以及第三热交换单元8的处理而进入气体储放单元3，以储放能量、或与储存于气体储放单元3内的第一气体A1进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于气体储放单元3内的第一气体A1进行气体置换。在本实施例中，第二气体A2为空气，然而，本发明不限于此。
在本发明实施例的能量储放设备Z还进一步包括第三热交换单元8的情况下，热电组件5的设置位置可视应用需求而加以调整。具体来说，热电组件5可设置于第二热交换单元4以及第三热交换单元8之间，以利用第二热交换单元4以及第三热交换单元8的温差而提供电能。除此之外，热电组件5也可以设置于第一热交换单元2、第二热交换单元4、及第三热交换单元8的至少其中之一上，例如热电组件5可贴附于第一热交换单元2、第二热交换单元4或第三热交换单元8上。
明确来说，由于电网用电量大的时间与植物需要二氧化碳的时间不一定会重叠。举例而言，在早上到中午的时间需要气体储放单元3内部的第一气体A1中的二氧化碳，但还不需要第一气体A1所储存的能量的时候，可利用第二压缩单元7与第三热交换单元8而将第二气体A2输入气体储放单元3，将富含二氧化碳的第一气体A1排出。
请参阅图1，本发明的能量储放设备Z中，第一热交换单元2可连接于第三热交换单元8，使第一气体A1依序通过第一压缩单元1、第一热交换单元2以及第三热交换单元8而进入气体储放单元3，以储放能量或与储存于气体储放单元3内的第二气体A2进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于气体储放单元3内的第二气体A2进行气体置换。
详细来说，由于植物需要时间以吸收二氧化碳进行光合作用，因此，在下午太阳西下、所剩余的光照时间不足以让植物光合作用完全吸收本实施例的能量储放设备Z所释放出的二氧化碳的时候(例如，日落前一个小时左右)，此时，本发明的能量储放设备Z就可不再排出富含二氧化碳的第一气体A1至植物培养装置，而利用第一气体A1经过第一压缩单元1、第一热交换单元2以及第三热交换单元8的处理而进入气体储放单元3，以排出上述第二气体A2，以使发电单元9持续发电。
在其他实施例中，也可仅使第一气体A1依序通过第一压缩单元1及第一热交换单元2即进入气体储放单元3，与气体储放单元3内的第二气体A2进行置换，而被置换的第二气体A2通过涡轮单元6后经由排气口M而排出。
请参阅图2至图5，本发明实施例所提供的能量储放方法使用上述能量储放设备Z，且能量储放方法至少包括下列步骤：步骤S100：使一第一气体A1通过一第一压缩单元1以压缩第一气体A1；步骤S102：使第一气体A1通过一第一热交换单元2，其中，第一气体A1进入第一热交换单元2前的一第一温度高于第一气体A1通过第一热交换单元2后的一第二温度，且第一气体A1通过第一温度与第二温度之间的温度差以提供一第一热能；步骤S103：使第一气体A1通过一第二热交换单元4，其中，第一气体A1流出第一热交换单元2后进入第二热交换单元4前的第二温度高于第一气体A1通过第二热交换单元4后的一第三温度，且第一气体A1通过第二温度与第三温度之间的温度差以提供一第二热能；步骤S104：使第一气体A1储存于一气体储放单元3；步骤S105：使气体储放单元3释放第一气体A1；步骤S106：使气体储放单元3释放的第一气体A1通过一第二热交换单元4，其中，第一气体A1流出气体储放单元3后进入第二热交换单元4前的一第四温度低于第一气体A1通过第二热交换单元4后的一第五温度，第四温度与第五温度之间具有一温度差，同时，第一热能也供应第一气体A1进行膨胀的至少其中一部分能量；步骤S107：在第一热交换单元2与涡轮单元6之间，自第二热交换单元4被输往涡轮单元6的第一气体A1，与自第一热交换单元2释放出的第一气体A1汇流。
值得一提的是，在其他实施例中，能量储放设备Z也可不具有第二热交换单元4，在此情况下，上述步骤103及步骤106可省略。
更进一步地，本发明实施例的能量储放方法还包括步骤S108：使第一气体A1通过一涡轮单元6，其中，涡轮单元6连接于一发电单元9，且第一气体A1通过涡轮单元6时驱动涡轮单元6，以使涡轮单元6驱动发电单元9；以及步骤S110：通过一排气口M而使第一气体A1通入一连接于排气口M的一植物培养装置。
本发明的能量储放方法还可包括一步骤S200：通过一连接于第一热交换单元2与第二热交换单元4之间的热电组件5以利用第一热交换单元2与第二热交换单元4之间的温差而提供电能。步骤S200可与任何一步骤同时进行，例如流程步骤S106。
进一步来说，在如上所述的早上至中午的时段，需要第一气体A1中的二氧化碳但还不需要第一气体A1的能量时，本发明的能量储放方法还可进一步包括步骤S300：使一第二气体A2通过一第二压缩单元7以压缩第二气体A2；步骤S302：使第二气体A2通过一第三热交换单元8；步骤S304：使第二气体A2通入气体储放单元3，以与储存于气体储放单元3内的第一气体A1进行气体置换。
更进一步来说，在上述所剩日照时间不足，不需要第一气体A1中的二氧化碳时，本发明的能量储放方法还进一步包括步骤S400：使第一气体A1通过第一压缩单元1以压缩第一气体A1；步骤S402：使第一气体A1通过第一热交换单元2；步骤S403：使第一气体A1通过第三热交换单元8；以及步骤S404：使第一气体A1通入气体储放单元3，以与储存于气体储放单元3内的第二气体A2进行气体置换。通过上述步骤，可将步骤S304中输入气体储放单元3内的第二气体A2置换掉，以使发电单元9持续发电。
值得一提的是，当第一气体A1的温度不高，不需要两次降温时，步骤S402之后第一气体A1可不再经过第三热交换单元8降温(省略步骤S403)，而使第一气体A1通入气体储放单元3，以与储存于气体储放单元3内的第二气体A2进行气体置换。
通过本实施例的能量储放设备Z以及能量储放方法，本发明可利用富含二氧化碳的高温废气以进行空气压缩蓄能，其中，富含二氧化碳的第一气体A1经过压缩后在第一热交换单元2中降温，而其中降温所释放的热能可用于提供第一气体A1或第二气体A2自气体储放单元3释放后进行膨胀所需的能量，取代现有技术以燃烧室提供气体膨胀所需能量的方法，并通过热电单元将部分的热能转为电能。此外，通过将排气口M连接于植物培养装置，可使第一气体A1中的二氧化碳供应给植物执行光合作用所需。借此，本发明实施例的能量储存设备及能量储放方法可充分对废气进行回收再利用，并通过利用废热来提升能量储存系统的效率。
当燃料经过燃烧后，废气通常直接排放至大气中，尔后再由植物从空气中捕捉利用。然而，植物按照其行光合作用的方式分类成C3植物、C4植物、及景天酸植物等，其中以C3植物为大宗。详细来说，C3植物本身进行光合作用的效率会受到二氧化碳浓度的影响，因此，较佳的方式为将富含二氧化碳的气体留置于靠近地面的范围内，让C3植物能够吸收利用，提升植物的产出效率。常见的C3植物包含：小麦、稻米等主要粮食作物、以及大部分林木，虽然植物对于二氧化碳浓度上升的反应会随植物种类而有所不同，但是如稻米、小麦等作物的产量大致是上升的(与二氧化碳浓度成正比)。借此，本发明实施例的能量储存设备及能量储放方法可让废气降温，并于适当的时机排出供植物利用，提升植物的产出效率。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的能量储放设备Z以及能量储放方法，其能调节电网的电力的同时，通过“第一热交换单元2连接于第一压缩单元1以及气体储放单元3之间”以及“第一气体A1依序通过第一压缩单元1、第一热交换单元2、气体储放单元3以及涡轮单元6，而从排气口M排出”的技术方案，以使第一气体A1进入第一热交换单元2前的一第一温度高于第一气体A1通过第一热交换单元2后的一第二温度，第一气体A1通过第一温度与第二温度之间的温度差以提供一第一热能，借此移除过多的热能，使得富含二氧化碳的气体能够被降温，且在适当的时机为植物所利用，增加植物吸收利用二氧化碳的速率，提升植物的生长速率及产出效率。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (18)
1.一种能量储放设备，其特征在于，所述能量储放设备包括：
一第一压缩单元；
一第一热交换单元；
一气体储放单元，所述第一热交换单元直接或间接连接于所述第一压缩单元以及所述气体储放单元之间；
一第二热交换单元，所述第二热交换单元连接于所述第一热交换单元与所述气体储放单元之间；以及
一涡轮单元，所述涡轮单元连接于所述第一热交换单元以及一排气口之间；
其中，一第一气体从第一进气口而进入所述第一压缩单元，并依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元、所述第二热交换单元、所述气体储放单元、所述第二热交换单元以及所述涡轮单元，而从所述排气口排出；
其中，所述第一气体进入所述第一热交换单元前的一第一温度高于所述第一气体通过所述第一热交换单元后的一第二温度，且所述第一气体通过所述第一温度与所述第二温度之间的温度差以提供一第一热能；
其中，所述能量储放设备还进一步包括一热电组件，所述热电组件连接于所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间，或连接于所述第一热交换单元及所述第二热交换单元至少其中之一上。
2.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述能量储放设备还进一步包括：一发电单元，所述发电单元连接于所述涡轮单元。
3.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述第一气体流出所述第一热交换单元后进入所述第二热交换单元前的所述第二温度高于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第三温度，且所述第一气体通过所述第二温度与所述第三温度之间的温度差以提供一第二热能；
其中，所述第一气体流出所述气体储放单元后进入所述第二热交换单元前的一第四温度低于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第五温度，所述第四温度与所述第五温度之间具有一温度差。
4.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述第一气体在一段时间内持续进入所述进气口，以使在所述第二热交换单元与所述涡轮单元之间且自所述第二热交换单元被输往所述涡轮单元的所述第一气体，与自所述第一热交换单元释放出的所述第一气体汇流。
5.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述能量储放设备还进一步包括：一第二压缩单元以及一第三热交换单元，所述第三热交换单元连接于所述第二压缩单元与所述气体储放单元之间，其中，一第二气体通过一第二进气口而进入所述第二压缩单元，并依序通过所述第二压缩单元、所述第三热交换单元的处理而进入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换。
6.根据权利要求5所述的能量储放设备，其特征在于，所述热电组件的连接方式替换为连接于所述第三热交换单元上，或连接于所述第二热交换单元与所述第三热交换单元之间。
7.根据权利要求5所述的能量储放设备，其特征在于，所述第一热交换单元直接或间接连接于所述第三热交换单元，且所述第一气体依序通过所述第一压缩单元、所述第一热交换单元以及所述第三热交换单元而进入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
8.根据权利要求5所述的能量储放设备，其特征在于，所述第一热交换单元直接或间接连接于所述气体储放单元，且所述第一气体依序通过所述第一压缩单元与所述第一热交换单元而进入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
9.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述能量储放设备还进一步包括：一气体混合器，所述气体混合器设置在所述进气口以及所述排气口两者至少其中之一。
10.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述第一气体为一富含二氧化碳的气体。
11.根据权利要求1所述的能量储放设备，其特征在于，所述排气口连接于一植物培养装置，以使所述第一气体通过所述排气口进入所述植物培养装置。
12.一种能量储放方法，其特征在于，所述能量储放方法包括：
使一第一气体从一进气口通过一第一压缩单元以压缩所述第一气体；
使所述第一气体通过一第一热交换单元，其中，所述第一气体进入所述第一热交换单元前的一第一温度高于所述第一气体通过所述第一热交换单元后的一第二温度，且所述第一气体通过所述第一温度与所述第二温度之间的温度差以提供一第一热能；
使所述第一气体通过一第二热交换单元；
使所述第一气体储存于一气体储放单元；
使所述气体储放单元释放所述第一气体，以使所述第一气体通过所述第二热交换单元，以及；
使所述第一气体通过一涡轮单元后而从一排气口排出，且所述第一气体通过所述涡轮单元时驱动所述涡轮单元；
其中，所述第一气体流出所述第一热交换单元后进入所述第二热交换单元前的所述第二温度高于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第三温度，且所述第一气体通过所述第二温度与所述第三温度之间的温度差以提供一第二热能；
其中，所述第一气体流出所述气体储放单元后进入所述第二热交换单元前的一第四温度低于所述第一气体通过所述第二热交换单元后的一第五温度，所述第一气体通过所述第四温度与所述第五温度之间具有一温度差；
其中，所述能量储放方法还可包括一步骤：通过连接于所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间的热电组件以利用所述第一热交换单元与所述第二热交换单元之间的温差而提供电能。
13.根据权利要求12所述的能量储放方法，其特征在于，所述第一气体在一时间段内持续进入所述进气口，以使在所述第二热交换单元与所述涡轮单元之间且自所述第二热交换单元被输往所述涡轮单元的所述第一气体，与自所述第一热交换单元释放出的所述第一气体汇流。
14.根据权利要求12所述的能量储放方法，其特征在于，所述能量储放方法还进一步包括：
使一第二气体通过一第二压缩单元，以压缩所述第二气体；
使所述第二气体通过一第三热交换单元；以及
使所述第二气体通入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第一气体进行气体置换。
15.根据权利要求14所述的能量储放方法，其特征在于，所述能量储放方法还进一步包括：
使所述第一气体通过所述第一压缩单元以压缩所述第一气体；
使所述第一气体通过所述第一热交换单元；
使所述第一气体通过所述第三热交换单元；以及
使所述第一气体通入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
16.根据权利要求14所述的能量储放方法，其特征在于，所述能量储放方法还进一步包括：
使所述第一气体通过所述第一压缩单元以压缩所述第一气体；
使所述第一气体通过所述第一热交换单元；以及
使所述第一气体通入所述气体储放单元，以储放能量或与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换、或同时进行储放能量以及与储存于所述气体储放单元内的所述第二气体进行气体置换。
17.根据权利要求12所述的能量储放方法，其特征在于，将所述第一气体通过所述第一压缩单元以压缩所述第一气体的步骤之前，或将所述第一气体通过所述涡轮单元之后，所述能量储放方法还进一步包括：
通过一设置在所述进气口或所述排气口或两者的一气体混合器以调整所述第一气体的组成。
18.根据权利要求12所述的能量储放方法，其特征在于，所述第一气体为一富含二氧化碳的气体。
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