FR2981400A1 - Stockage adiabatique ameliore sous forme de chaleur et d'air comprime. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une installation (1) de compressions/détentes successives de gaz pour stocker/libérer de l'énergie, comprenant : * pour les compressions : - un premier compresseur (11, 101) du gaz délivrant une première quantité de chaleur, et - au moins un deuxième compresseur (12, 102) en aval du premier compresseur, * et pour les détentes : - un premier détendeur (21, 102) du gaz produisant une première quantité de refroidissement, et - au moins un deuxième détendeur (22, 101) en aval du premier détendeur, dans laquelle des moyens de transfert thermique (51, 150) cumulent la première quantité de chaleur à la première quantité de refroidissement pour abaisser une température de gaz en amont du deuxième compresseur, caractérisée en ce que l'installation comporte en outre des moyens refroidisseurs (6, 60, 160), en amont du deuxième compresseur et/ou en aval du premier détendeur, pour abaisser davantage la température du gaz en amont du deuxième compresseur.

Description

STOCKAGE ADIABATIQUE AMELIORE D'ENERGIE SOUS FORME DE CHALEUR ET D'AIR COMPRIME L'invention concerne le domaine du stockage d'énergie. En particulier, l'invention concerne le domaine de l'alternance d'un mode de compression de gaz et de stockage d'énergie et d'un mode de détente de gaz et de déstockage d'énergie sous la forme d'air comprimé dans un réservoir. Il est courant de chercher à stocker de l'énergie lorsque l'énergie est peu chère, par exemple lorsque la production d'énergie est supérieure à la demande et à déstocker l'énergie stockée lorsque l'énergie est plus chère, par exemple lorsque la demande est supérieure à la production. Plusieurs alternances de stockage/déstockage sont envisageables. Par exemple, il est possible de pratiquer des alternances de stockage/déstockage de période biannuelle, en stockant de l'énergie au printemps et en automne et en déstockant de l'énergie en été ou en hiver, quand la demande est importante. De manière alternative, il est possible de stocker de l'énergie la nuit, lorsque la consommation d'énergie est faible et de libérer l'énergie stockée le jour, quand les consommateurs, industriels et particuliers, réclament plus d'énergie. Encore de manière alternative le stockage d'énergie peut être utilisé afin de réguler et répartir dans le temps une production énergétique irrégulière. Il est possible de stocker de l'énergie lorsque des moyens de produire celle-ci sont disponibles et de déstocker l'énergie lorsque les moyens de la produire ne sont plus disponibles. Ainsi, des alternances de stockage/déstockage courts ou irréguliers peuvent être utilisées pour réguler par exemple la production énergétique de générateurs éoliens, soumis à un besoin de présence de vent ou encore de générateurs solaires, soumis à une nécessité de luminosité. Parmi les méthodes connues de stockage d'énergie, le stockage d'énergie sous forme d'air comprimé (ci-après « procédé CAES » pour « compressed air energy storage » en anglais) est particulièrement intéressant. Il s'agit en effet d'une méthode simple et produisant peu de pertes, en particulier lorsqu'un fonctionnement adiabatique ou isotherme peut être assuré.

Dans les procédés CAES, le stockage d'énergie comprend une phase de compression d'air au moyen d'un compresseur et un stockage de l'air comprimé dans un réservoir. Le déstockage d'énergie comprend une phase de détente de l'air stocké dans le réservoir durant laquelle est actionné un générateur de courant, par exemple une turbine couplée à un alternateur. On se réfère tout d'abord à la figure 1 sur laquelle est représentée de façon schématique une installation 1 pour la mise en oeuvre du procédé CAES selon l'état de la technique. Un procédé CAES comporte une phase de stockage d'énergie dans laquelle on procède à une compression d'air et une étape de déstockage d'énergie dans laquelle on procède à une détente de l'air préalablement comprimé. La détente est effectuée de façon à entraîner un train générateur 20, pour fournir du courant. Cette installation 1 comporte un train de compression 10 permettant de faire passer un flux d'air entrant F1 d'une température d'entrée Te, par exemple proche de la température ambiante, et d'une pression d'entrée Pe, proche de la pression atmosphérique à une pression de stockage Pst, avec une température de stockage Tst. Plusieurs compresseurs 11, 12 montés en série peuvent être utilisés lors de la phase de compression. Le flux d'air comprimé F1 est ensuite stocké dans un réservoir d'air comprimé 100. Le train générateur 20 permet de produire du courant lors de la détente d'un flux d'air sortant F2. A travers le train générateur 20, le flux d'air sortant passe d'une pression de réservoir Pr dans le réservoir 100, à une pression après détente (dite « post détente Pdc ») proche de la pression atmosphérique en sortie du train générateur 20. Le train générateur 20 peut comporter plusieurs générateurs 21, 22. Le passage de la pression de réservoir Pr à la pression post détente Pdc peut se faire en plusieurs paliers. Dans la suite, un « générateur » désigne un détendeur comportant par exemple au moins une turbine entraînée par l'air comprimé et couplée à au moins un alternateur. La compression adiabatique d'air génère beaucoup de chaleur. Une partie de l'énergie fournie au train de compression 10 est dissipée sous forme d'énergie thermique dans le flux d'air entrant Fl comprimé et n'est pas utilisée pour augmenter la pression du flux d'air entrant Fl. Il s'agit là typiquement d'une source de diminution de rendement.

De façon avantageuse, afin de ne pas perdre l'énergie thermique produite lors de la compression, celle-ci est stockée dans un ou plusieurs ensembles de stockage de chaleur 51, 52, afin d'être transférée à nouveau au flux d'air comprimé F2 sortant lors de la phase de déstockage. Lors de la phase de stockage, de l'énergie thermique Q est extraite du flux d'air entrant F1 en sortie de chaque compresseur 11, 12 au moyen de refroidisseurs 31, 32. Elle est ensuite stockée sous forme de chaleur dans un ou plusieurs réservoirs de chaleur 3. Lors de la phase de déstockage d'énergie, de l'énergie thermique stockée Q' est transférée au flux d'air sortant F2 avant qu'il n'entre dans les générateurs 21, 22 au moyen de réchauffeurs 41, 42. Les refroidisseurs 31, 32 et les réchauffeurs 41, 42 sont désignés ci-après « échangeurs de chaleur ». Chaque compresseur 11, 12 subit des contraintes très importantes du fait de la chaleur dégagée par la compression. En effet, le train de compression 10 peut générer, lors de la phase de compression, une augmentation cumulée de la température du flux d'air entrant Fl pouvant atteindre plus de 500°C ou même plus de 600°C.

En conséquence, la compression, est souvent effectuée au moyen de plusieurs compresseurs 11, 12 différents. Chaque compresseur 11, 12 ne subit alors qu'un faible gradient de température. Un tel ensemble de compresseurs peut comporter au moins un premier compresseur 11 et un dernier compresseur 12, éventuellement avec un ou plusieurs autres compresseurs intermédiaires. Bien entendu, si deux compresseurs seulement sont prévus, le dernier compresseur peut être nommé aussi « deuxième compresseur » ci-après. Les moyens de transfert thermique permettent difficilement de transférer, avant une unique phase de détente, l'énergie thermique stockée suite à plusieurs compressions. En conséquence, il est fréquent que la détente soit aussi effectuée au moyen de plusieurs générateurs 21, 22 différents, l'énergie thermique stockée étant transférée par partie au flux d'air sortant, en entrée du ou des générateurs. Les générateurs 21, 22 comportent alors au moins un premier générateur 21 et un dernier générateur 22. Bien entendu, si deux générateurs seulement sont prévus, le dernier générateur peut être nommé aussi « deuxième générateur » ci-après.

Les compresseurs 11, 12 et générateurs 21, 22 doivent fonctionner aux différentes températures et pressions imposées aux flux d'air entrant et sortant. Plus les températures de fonctionnement sont élevées et plus les appareils capables de fonctionner à ces températures sont onéreux. On cherche alors à diminuer les températures les plus hautes de chaque compresseur/générateur. Lorsque la compression est faite au moyen de plusieurs compresseurs 11, 12, l'installation 1 comporte préférentiellement des refroidisseurs 31, 32, à la fois en sortie du train de compression 10, mais aussi entre chaque compresseur 11, 12, en tant que refroidisseur intermédiaire Ainsi, chaque compresseur 11, 12 est à même de produire de l'air comprimé ayant une température haute par exemple inférieure à 400°C, par exemple inférieure à 350°C.

De même, si la détente est faite au moyen de plusieurs générateurs 21, 22, l'installation 1 est agencée de façon à répartir les réchauffeurs 41, 42, à la fois en entrée du train générateur 20, mais aussi entre chaque générateur 21, 22, en tant que réchauffeur intermédiaire. Alors, l'énergie thermique Q' n'étant pas transférée en une seule fois au flux d'air sortant F2, la température haute du flux d'air comprimé entrant dans chaque générateur 21, 22 peut généralement être inférieure à 400°C, par exemple inférieure à 350°C. L'installation illustrée en figure 1 comporte ainsi deux ensembles de stockage de chaleur 51, 52, un premier ensemble de stockage de chaleur 51 comportant un refroidisseur intermédiaire 31 et un réchauffeur intermédiaire 41, et un deuxième ensemble de stockage de chaleur 52 comportant un refroidisseur terminal 32 et un réchauffeur initial 42 positionnés respectivement entre le train de compression 10 et le réservoir de stockage d'air comprimé 100 et entre le réservoir 100 et le train générateur 20. Les deux ensembles de stockage de chaleur peuvent comporter chacun un réservoir de chaleur 3 ou partager un tel réservoir de chaleur 3.

Avantageusement un réservoir de chaleur 3 est lié à au moins un réchauffeur 41, 42 et au moins un refroidisseur 31, 32. En effet, si de l'énergie thermique Q' est transférée au flux d'air sortant F2 en phase de déstockage d'énergie, il est avantageux d'utiliser, pour alimenter le réchauffeur, l'énergie thermique Q extraite du flux d'air entrant F 1 lors de la phase de stockage d'énergie. En conséquence, si l'installation comporte plusieurs réservoirs de chaleur 3 différents, le réchauffeur initial 42, et le refroidisseur terminal 32 sont généralement reliés à un même réservoir de chaleur 3. De même, les réchauffeurs intermédiaires et les refroidisseurs intermédiaires sont de préférence reliés, au moins deux par deux, à un même réservoir de chaleur, dit « réservoir intermédiaire ».

Les installations de stockage d'énergie par procédé de stockage CAES adiabatique sont intéressantes, mais comme énoncé précédemment, bien que le rendement théorique approche 100% les performances généralement obtenues sont plutôt proches de 70%. Les solutions connues à ce jour ne sont donc pas complètement satisfaisantes. Il est donc recherché de nouveaux moyens de mettre en oeuvre de façon efficace les procédés de type CAES adiabatiques. La présente invention est relative à un procédé de stockage de type CAES adiabatique amélioré. Les inventeurs ont remarqué que le deuxième compresseur, comprimant le flux d'air entrant déjà comprimé par un premier compresseur, a généralement un rendement de conversion plus élevé qu'attendu. Le rendement de conversion d'un compresseur est défini par le ratio entre un différentiel de pression apporté à une quantité de gaz donnée et une quantité d'énergie électrique fournie. En particulier, de façon générale, lors d'un dimensionnement d'une installation adaptée pour mettre en oeuvre un procédé de type CAES adiabatique, de l'énergie thermique est extraite du flux d'air entrant entre deux compresseurs afin d'en réduire la température. En conséquence, les compresseurs sont adaptés pour compresser des flux d'air ayant des températures données avec un rendement de conversion donné. Les inventeurs ont identifié qu'au cours de l'utilisation de ce type d'installation, le rendement de conversion du deuxième compresseur évolue et est inférieur au rendement de conversion initial. Dans une installation adaptée pour mettre en oeuvre un procédé de type CAES adiabatique, l'énergie extraite du flux d'air entrant entre deux compresseurs lors d'une phase de stockage d'énergie est stockée dans un ensemble de stockage de chaleur afin d'être utilisée lors d'une phase de déstockage d'énergie et transférée à un flux d'air sortant.

Une relation s'établit donc entre l'énergie thermique extraite du flux d'air entrant afin d'être stockée, l'ensemble de stockage d'énergie et l'énergie thermique stockée transférée au flux d'air sortant. En fonctionnement normal, l'énergie thermique extraite du flux d'air entrant afin d'être stockée est sensiblement égale à l'énergie thermique stockée transférée au flux d'air sortant. Les inventeurs ont identifié que la température en sortie d'un générateur est plus importante que celle attendue (plus proche de 100°C à 150°C que de 50°C). En conséquence, avant d'entrer dans un réchauffeur, le flux d'air sortant à une température plus élevée que prévu et le réchauffeur ne peut transférer qu'une quantité d'énergie limitée au flux d'air sortant. Ainsi, l'alimentation en énergie des générateurs est sous-optimale. L'invention vient améliorer la situation. Elle propose tout d'abord une installation de compressions/détentes successives de gaz respectivement pour stocker/libérer de l'énergie, comprenant : * pour les compressions : - un premier compresseur du gaz délivrant une première quantité de chaleur, et - au moins un deuxième compresseur en aval du premier compresseur délivrant une deuxième quantité de chaleur, * et pour les détentes : - un premier détendeur du gaz produisant une première quantité de refroidissement, et - au moins un deuxième détendeur en aval du premier détendeur.

L'installation comporte en particulier des moyens de transfert thermique qui cumulent la première quantité de chaleur à la première quantité de refroidissement pour abaisser une température de gaz en amont du deuxième compresseur et, de là, améliorer un rendement de fonctionnement du deuxième compresseur.

En particulier, l'installation au sens de l'invention comporte en outre des moyens refroidisseurs, en amont du deuxième compresseur et/ou en aval du premier détendeur, pour abaisser davantage la température du gaz en amont du deuxième compresseur.

En fonctionnement, il est alors possible d'obtenir un meilleur rendement de conversion au deuxième compresseur que dans une installation au sens de l'art antérieur, ne comportant pas les moyens refroidisseurs précités. Dans une réalisation avantageuse, les moyens refroidisseurs sont connectés à au moins un collecteur d'énergie destiné à collecter une énergie thermique, extraite du gaz traversant les moyens refroidisseurs. Une telle réalisation permet de récupérer cette énergie thermique, par exemple pour un réseau de distribution d'énergie. Ainsi, le collecteur d'énergie précité peut être connecté à un réseau de distribution d'énergie, par exemple un réseau de distribution d'énergie thermique. Dans cet exemple, le collecteur d'énergie peut être destiné à chauffer un fluide transitant dans le réseau de distribution d'énergie thermique. En variante ou en complément, le collecteur d'énergie comporte un convertisseur chaleur-énergie mécanique apte à transformer au moins une partie de l'énergie thermique extraite par les moyens refroidisseurs en énergie mécanique. Cette énergie mécanique peut elle-même être transformée en énergie électrique Ainsi, le collecteur d'énergie peut comporter, en complément ou en variante, un convertisseur chaleur-courant apte à transformer au moins une partie de l'énergie thermique extraite par les moyens refroidisseurs en énergie électrique. Dans une telle réalisation, le convertisseur chaleur-courant peut avantageusement être adapté pour fonctionner selon un cycle organique de Rankine (ou « Cycle ORC »).30 Les moyens de refroidissement sont avantageusement adaptés pour abaisser la température du gaz jusqu'à une température inférieure à environ 75°C, ou encore inférieure à environ 50°C.

Les moyens de transfert thermique comportent préférentiellement un circuit à fluide caloporteur incluant au moins : - un premier échangeur de chaleur en amont du deuxième compresseur pour extraire de l'énergie thermique du gaz contenant la première quantité de chaleur, - un réservoir de liquide froid fournissant un liquide froid au premier échangeur de chaleur et un réservoir de liquide chaud pour stocker l'énergie thermique extraite par le premier échangeur de chaleur, et - un deuxième échangeur de chaleur en aval du premier détendeur pour fournir, à partir de l'énergie thermique stockée dans le réservoir de liquide chaud, de l'énergie thermique au gaz issu du premier détendeur, les moyens refroidisseurs étant disposés entre le premier échangeur de chaleur et le deuxième compresseur et/ou entre le premier détendeur et le deuxième échangeur de chaleur. En variante, les moyens de transfert thermique peuvent comporter un ou plusieurs réservoirs de chaleur à stockage d'énergie thermique réalisés dans une matière solide et adaptée en particulier pour : - refroidir un gaz les traversant issu du premier compresseur, et - réchauffer un gaz les traversant, issu du premier détendeur, les moyens refroidisseurs étant disposés, comme dans le mode de réalisation précédent, entre les réservoirs de chaleur et le deuxième compresseur et/ou entre le premier détendeur et les réservoirs de chaleur. Dans une réalisation particulière, les moyens refroidisseurs sont disposés préférentiellement en aval du premier détendeur.30 La présente invention vise aussi un procédé de compressions/détentes successives de gaz respectivement pour stocker/libérer de l'énergie, comprenant : * pour les compressions : - une première compression délivrant une première quantité de chaleur, suivie - d'au moins une deuxième compression délivrant une deuxième quantité de chaleur, * et pour les détentes : - une première détente produisant une première quantité de refroidissement, suivie - d'au moins une deuxième détente. Dans le procédé, on prévoit un transfert thermique entre la première quantité de chaleur et la première quantité de refroidissement pour abaisser une température de gaz avant la deuxième compression et, de là, améliorer un rendement de la deuxième compression. Au sens de l'invention, on prévoit en outre des moyens refroidisseurs du gaz avant la deuxième compression et/ou après la première détente, pour abaisser davantage la température du gaz avant la deuxième compression. Dans une réalisation avantageuse de ce procédé, on peut alors recycler une partie au moins d'une énergie thermique extraite desdits moyens refroidisseurs.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une installation apte à mettre en oeuvre un procédé CAES selon l'état de la technique; - la figure 2 illustre une installation apte à mettre en oeuvre un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 illustre une installation apte à mettre en oeuvre un procédé CAES selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 illustre une installation apte à mettre en oeuvre un procédé CAES selon un mode de réalisation de l'invention ; - les figures 5A et 5B illustrent deux variantes de moyens de transfert thermique; - la figure 6 illustre des moyens de transfert thermique pour expliquer un mode de fonctionnement de l'invention. Les mêmes références dans les différents dessins désignent des éléments équivalents.

En référence à la figure 2, une installation 1 selon l'invention, adaptée pour mettre en oeuvre un procédé de type CAES, comporte au moins deux convertisseurs pression-énergie mécanique 101, 102 adaptés pour convertir de l'énergie mécanique en une augmentation de pression dans un fluide et/ou inversement produire de l'énergie mécanique à partir d'un fluide comprimé. Un convertisseur pression-énergie mécanique est défini dans l'invention comme étant soit un compresseur, apte à comprimer un gaz, soit un détendeur fournissant de l'énergie mécanique à partir d'un flux de gaz comprimé, pouvant par exemple entraîner un alternateur afin de produire du courant, soit un appareil pouvant, en variante, comprimer ou entraîner un alternateur à partir d'un gaz comprimé.

Entre deux convertisseurs pression-énergie mécanique 101, 102, l'installation 1 comporte des moyens de transfert thermique 150 adaptés pour extraire de l'énergie thermique d'un fluide, stocker cette énergie thermique dans un réservoir de chaleur 103 et transférer cette énergie thermique à un fluide, par exemple ultérieurement. Les moyens de transfert thermique comportent au moins un point froid PF et un point chaud PC. Un fluide froid à réchauffer entre par le point froid et sort par le point chaud et inversement pour un fluide chaud à refroidir. De plus, l'installation comporte avantageusement un réservoir 100 dans lequel le fluide comprimé peut être stocké. Le fluide est de préférence un gaz, par exemple de l'air. Dans un premier mode de fonctionnement, l'installation 1 est adaptée pour compresser successivement au moins deux fois un flux de gaz entrant F1 avant de le stocker dans le réservoir 100. De plus, l'ensemble de stockage de chaleur 150 est adapté pour extraire de l'énergie thermique Q du flux de gaz entrant F 1 au moins entre les deux étapes de compression. Dans un second mode de fonctionnement, l'installation 1 est adaptée pour produire de l'énergie mécanique à partir d'un flux de gaz sortant F2 issu du réservoir 100 par un ou plusieurs convertisseurs pression-énergie mécanique 101, 102 imposant au moins deux étapes successives de détente du flux de gaz sortant F2. De plus, l'ensemble de stockage de chaleur est adapté pour transférer de l'énergie thermique Q', stockée dans le réservoir de chaleur 103, au flux de gaz sortant F2 au moins entre les deux étapes de détente.

L'installation 1 comporte en particulier un refroidisseur supplémentaire 160 présent entre l'ensemble de stockage de chaleur 150 et un des deux convertisseurs pression-énergie mécanique 101, 102, du côté du point froid PF de l'ensemble de stockage de chaleur 150. Les deux convertisseurs pression-énergie mécanique 101, 102, peuvent compresser un flux de gaz dans un premier mode de fonctionnement de l'installation, pour le stockage d'énergie. L'énergie mécanique utilisée pour entraîner les convertisseurs pression-énergie mécanique et permettre une compression peut avantageusement être fournie par un moteur électrique. Alternativement d'autres modes d'entraînement du compresseur peuvent être proposés.

Réversiblement, l'installation peut comporter les deux convertisseurs pression-énergie mécanique 101, 102 adaptés maintenant pour produire de l'énergie mécanique à partir d'un flux de gaz dans un second mode de fonctionnement de l'installation. L'énergie mécanique produite peut être utilisée pour entraîner un générateur afin de produire de l'énergie électrique. Alternativement, l'énergie mécanique peut être utilisée autrement, par exemple directement pour entraîner une ou plusieurs machines. Un premier mode particulier de réalisation d'une installation 1 selon l'invention est illustré en figure 3. Elle comporte en sortie d'un premier compresseur 11 un premier échangeur de chaleur dit refroidisseur intermédiaire 31 apte à extraire, avant que le flux d'air comprimé n'arrive dans un deuxième compresseur 12, une partie Q d'une énergie thermique apportée à un flux d'air entrant F1 par le premier compresseur 11. L'énergie thermique extraite Q est extraite, stockée et transférée par des moyens de transfert thermique 51, comportant le refroidisseur intermédiaire 31, un deuxième échangeur de chaleur (ou « réchauffeur intermédiaire ») 41 et un réservoir de chaleur 3.

Dans un mode de fonctionnement de stockage d'énergie de l'installation, le flux d'air entrant F1, ayant une température entrante de stockage TO1 en sortie du premier compresseur 11, pénètre dans le refroidisseur intermédiaire 31 d'où il ressort avec une température sortante de stockage T02, plus basse que la température entrante de stockage T01. Ensuite, le flux d'air entrant F1 est compressé par un deuxième compresseur 12 et stocké dans le réservoir d'air comprimé 100.

Dans un mode de fonctionnement de déstockage d'énergie de l'installation, un flux d'air sortant F2 traverse un premier détendeur, adapté pour entraîner un alternateur, dit premier générateur 21, après avoir quitté le réservoir d'air comprimé 100. Le flux d'air sortant F2 est refroidi par détente en traversant le premier générateur 21. L'installation 1 est conçue de façon à faire pénétrer le flux d'air sortant F2 dans le réchauffeur intermédiaire 41, afin qu'il y soit réchauffé, avant de l'introduire dans un deuxième détendeur adapté pour entraîner un alternateur (ou « deuxième générateur ») 22. Une quantité d'énergie thermique Q' est alors transférée au flux d'air sortant F2. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'installation 1 comporte, entre le refroidisseur intermédiaire 31 et le deuxième compresseur 12, des moyens refroidisseurs 6. Les moyens refroidisseurs comportent un échangeur de chaleur adapté pour refroidir le gaz. Ces moyens refroidisseurs 6 (appelés « refroidisseur supplémentaire » ci-après) sont adaptés pour extraire une quantité Qs d'énergie thermique depuis le flux d'air entrant F1 refroidi par le refroidisseur intermédiaire 31. Le flux d'air entrant F1 quittant le refroidisseur intermédiaire 31 par un point froid PF, le refroidisseur supplémentaire 6 est positionné entre le point froid PF du refroidisseur intermédiaire 31 et le deuxième compresseur 12. Le refroidisseur supplémentaire 6 permet de fournir au deuxième compresseur 12 un flux d'air entrant F1 ayant une température entrante de compresseur T03 plus basse que la température sortante de stockage T02 du refroidisseur intermédiaire 31. Le refroidisseur supplémentaire 6 permet cette réduction de température (« température sur-refroidie ») sans nécessiter de moyens de transfert thermique 51 intrinsèquement plus performants. Les inventeurs ont remarqué en effet que la température sortante de stockage T02 ne dépend pas uniquement de performances intrinsèques du refroidisseur intermédiaire 31, mais aussi d'une température entrante de déstockage T11 du flux d'air sortant F2 en entrée du réchauffeur intermédiaire 41 lié au même réservoir de chaleur 3 que le refroidisseur intermédiaire 31. En effet, les moyens de transfert thermique comprenant le refroidisseur intermédiaire 31 permettent un transfert de chaleur entre le flux de gaz entrant et le flux de gaz sortant pénétrant dans les moyens de transfert thermique, et plus le flux de gaz sortant est chaud, moins le flux de gaz entrant est refroidi. Le refroidisseur supplémentaire 6 n'est pas utilisé pour stocker de l'énergie thermique afin de la déstocker dans le flux de gaz sortant. Le refroidisseur supplémentaire 6 a alors des performances de refroidissement du flux d'air entrant F1 indépendantes du flux d'air sortant F2.

Ainsi, selon le premier mode de réalisation de l'invention, le deuxième compresseur 12 a une température entrante de compresseur T03 plus faible que selon l'état de la technique. Le deuxième compresseur 12 a donc un rendement de conversion plus important que selon l'état de la technique et consomme donc moins d'énergie électrique pour fonctionner.

Le refroidisseur supplémentaire 6 est de préférence un refroidisseur utilisant peu ou pas d'énergie électrique pour fonctionner. Il peut s'agir d'un simple radiateur, par exemple un radiateur à ailette, ou encore d'un radiateur à eau, transférant de l'énergie thermique vers une masse d'eau, par exemple un circuit d'eau. Alternativement, il peut s'agir d'une pompe à chaleur utilisant peu d'énergie électrique. En particulier, une telle pompe à chaleur utilise moins d'énergie électrique que l'énergie électrique économisée lors du fonctionnement du deuxième compresseur selon l'invention. L'installation illustrée en figure 3 ne comporte que deux compresseurs. En conséquence un seul refroidisseur intermédiaire 31 a été représenté. Cependant, lorsque le train de compression 10 de l'installation comporte plus de deux compresseurs 11, 12 montés en série, les moyens de transfert thermique comportent avantageusement plusieurs refroidisseurs intermédiaires, généralement un en aval de chaque compresseur. De plus, il est avantageux de positionner un refroidisseur supplémentaire 6 en amont de chaque compresseur pour lequel le flux de gaz entrant Fl est issu d'un refroidisseur intermédiaire.

L'installation peut comporter en outre un refroidisseur terminal (non représenté) positionné entre le train de compression 10 et le réservoir d'air comprimé 100, par exemple en sortie d'un dernier compresseur 12. Le refroidisseur terminal est apte à extraire de l'énergie thermique apportée au flux d'air comprimé par le dernier compresseur 12 avant que le flux d'air comprimé ne soit stocké dans le réservoir d'air comprimé 100. L'énergie thermique alors extraite est stockée dans un réservoir de chaleur lié au refroidisseur terminal. De même, un réchauffeur initial peut être positionné de façon à chauffer le flux d'air sortant F2 en entrée du train générateur 20. Le réchauffeur initial est de préférence lié au même réservoir de chaleur que le refroidisseur terminal. Un second mode de réalisation de l'invention, illustré en figure 4, met en oeuvre une autre approche permettant aussi d'obtenir en entrée du deuxième compresseur un flux d'air entrant Fl plus froid. L'installation de la figure 4 est similaire à l'installation illustrée en figure 3. L'installation représentée sur la figure 4 illustre, en sus du second mode de réalisation de l'invention, certaines des variantes possibles de l'installation mentionnées plus haut et applicables aux deux modes de réalisation. Par exemple, l'installation comporte de façon illustrative plus de deux compresseurs dans le train de compression 10 et plus de deux générateurs dans le train générateur 20 et plus particulièrement trois compresseurs 11, 12, 13 et trois générateurs 21, 22, 23. De plus, ainsi que mentionné précédemment, les moyens de transfert thermique peuvent comporter un refroidisseur intermédiaire 31, 32 entre chaque compresseur 11, 12, 13 et un réchauffeur intermédiaire 45, 46 entre chaque générateur 21, 22, 23. Les réchauffeurs intermédiaires et les refroidisseurs intermédiaires peuvent appartenir à des moyens communs, généraux, de transfert thermique, par exemple avec un circuit de fluide froid comme moyen refroidisseur se prolongeant par un circuit de ce même fluide réchauffé, comme moyen réchauffeur.. Par ailleurs, l'installation comprend un refroidisseur terminal 33 en sortie du train de compression 10 et un réchauffeur initial 43 en entrée du train générateur 20. L'installation illustrée comprend un unique réservoir de chaleur 3 pour stocker des quantités d'énergie thermique Qi, -Qi, QT, -QT, extraites par les différents refroidisseurs 31, 32, 33 et les transmettre aux réchauffeurs 43, 45, 46.

Dans le second mode de réalisation de l'invention, les moyens refroidisseurs comportent un refroidisseur supplémentaire de déstockage 60 positionné en aval d'un détendeur. Le refroidisseur supplémentaire de déstockage 60 est préférentiellement positionné en entrée d'au moins un réchauffeur intermédiaire 45, 46, entre un point froid PF du réchauffeur intermédiaire 45, 46, par lequel entre le flux de gaz sortant F2 à réchauffer, et le générateur 21, 22 qui précède le réchauffeur intermédiaire 45, 46 dans le train générateur 20. On prévoit, de préférence, un refroidisseur supplémentaire de déstockage 60 en entrée de chaque refroidisseur intermédiaire 45, 46. Ainsi, lorsque l'installation fonctionne en mode de déstockage d'énergie et de détente du gaz, le flux d'air sortant F2 issu d'un générateur 21, 22 est refroidi par la détente utilisée pour produire du courant et est ensuite sur-refroidi par le refroidisseur supplémentaire de déstockage 60. Une énergie thermique Qs est alors extraite par le refroidisseur supplémentaire de déstockage 60. Ensuite, le flux d'air sortant F2 pénètre dans le réchauffeur intermédiaire 45, 46 où une quantité Q1 d'énergie thermique stockée préalablement dans le réservoir de chaleur 3 lui est transférée. Le gaz ainsi réchauffé permet, en traversant un deuxième générateur 22, 23 de produire du courant. De plus, si le flux d'air sortant n'était pas réchauffé en entrée du deuxième générateur, sa température pourrait être est trop faible, par exemple proche de la température ambiante. Dans ce cas, la détente à l'intérieur du générateur pourrait produire une température de sortie inférieure à zéro degré Celsius. De la glace pourrait se former, ce qui pourrait bloquer le générateur et empêcher la détente et le déstockage d'énergie. Le second mode de réalisation de l'invention, et en particulier le positionnement du ou des refroidisseurs supplémentaires de déstockage 60 s'applique aussi dans les différentes variantes d'installation mentionnées plus haut. Par exemple, l'installation peut comporter uniquement deux compresseurs et/ou uniquement deux générateurs. Elle peut comprendre ou non un refroidisseur terminal et/ou un réchauffeur initial. Le ou les refroidisseurs 31, 32, 33 peuvent être reliés à un même réservoir de chaleur 3 ou à des réservoirs de chaleur différents. Le stockage d'énergie thermique peut être réalisé au moyen d'un fluide caloporteur FC (figure 5A). Les réchauffeurs 41, 42, et les refroidisseurs 31, 32 sont alors des parties distinctes d'un même ensemble de moyens de transfert thermique 51. Un flux de fluide caloporteur FC est mis en circulation entre le point froid PF et le point chaud PC de l'échangeur de chaleur (réchauffeur intermédiaire ou refroidisseur intermédiaire, dans un sens ou dans l'autre, mais de préférence en sens inverse du flux d'air à réchauffer et/ou refroidir) Ainsi, lorsque de l'énergie thermique Q est extraite du flux d'air entrant F1 qui se refroidit, elle est transférée au flux de fluide caloporteur FC qui se réchauffe et inversement. Lorsque de l'énergie thermique Q' est transférée au flux d'air sortant F2, elle est extraite au flux de fluide caloporteur FC qui se refroidit. De préférence, les points chauds PC des différents échangeurs de chaleur 31, 41 sont reliés à un même réservoir de liquide chaud RC et les points froids PF des échangeurs de chaleur 31, 41 sont liés à un même réservoir de liquide froid RF. Lorsque l'installation fonctionne en mode de compression de gaz et de stockage d'énergie, le fluide caloporteur FC circule depuis le réservoir de liquide froid RF jusqu'au point froid PF d'au moins un refroidisseur 31, accumule de la chaleur dans le refroidisseur 31 et sort du refroidisseur 31 au niveau de son point chaud PC. Le fluide caloporteur FC est ensuite dirigé jusqu'au réservoir de liquide chaud RC. Lorsque l'installation fonctionne en mode de détente de gaz et de déstockage d'énergie, le fluide caloporteur FC circule depuis le réservoir de liquide chaud RC jusqu'au point chaud PC d'au moins un réchauffeur 41, perd de la chaleur dans le réchauffeur 41 et sort du réchauffeur 41 au niveau de son point froid PF. Le fluide caloporteur FC est ensuite dirigé jusqu'au réservoir de liquide froid RF. Avec ce mode de stockage de l'énergie thermique, l'énergie thermique Q est principalement stockée dans le réservoir de liquide chaud RC et les échanges de chaleur avec les flux d'air entrant F1 et sortant F2 peuvent avoir lieu en des points éloignés. L'énergie thermique extraite Q, ou transférée Q', peut être calculée à partir de la différence entre la température de point chaud TC et la température de point froid TF de l'échangeur thermique et à partir du flux de fluide caloporteur FC. De façon alternative, l'énergie thermique peut être stockée dans un matériau solide tel que du béton ou des matériaux naturels ou manufacturés (figure 5B). Dans ce cas, l'énergie thermique n'est pas convoyée depuis un refroidisseur vers un réservoir de chaleur puis vers un réchauffeur. Préférentiellement, chaque réservoir de chaleur 51 fait aussi office d'échangeur de chaleur quel que soit le mode de fonctionnement de l'installation. En particulier, le réservoir de chaleur fait office de réchauffeur lorsque l'installation est en mode de déstockage d'énergie et de détente de gaz et fait office de refroidisseur lorsque l'installation est en mode de stockage d'énergie et de compression de gaz Ainsi, préférentiellement, chaque réservoir de chaleur est traversé par les flux d'air, soit dans un sens, depuis son point chaud PC vers son point froid PF, pour refroidir le flux d'air entrant Fl, soit en sens inverse pour réchauffer le flux d'air sortant F2. L'énergie thermique extraite est stockée dans le matériau solide et les flux d'air traversant l'échangeur de chaleur se réchauffent ou se refroidissent au contact du matériau solide. Un unique échangeur de chaleur peut faire office simultanément de refroidisseur intermédiaire en entrée de plusieurs compresseurs. Inversement, il est possible de prévoir plusieurs échangeurs de chaleur, montés en série ou en parallèle, entre deux compresseurs, et donc entre deux réchauffeurs. La figure 6 illustre le fonctionnement d'un ensemble de stockage de chaleur adiabatique 70 comprenant un refroidisseur 73, pour extraire de l'énergie thermique Q d'un premier fluide F1 ayant une température entrante chaude TE1 et la stocker dans un réservoir de chaleur 3, et un réchauffeur 74 pour utiliser au moins une partie Q' de l'énergie thermique stockée afin de réchauffer un deuxième fluide F2. Dans une installation CAES, le deuxième fluide est réchauffé lors d'une phase de fonctionnement différente de celle pendant laquelle on refroidit le premier fluide.

En fonctionnement normal, si l'on considère les moyens de transfert thermique comme adiabatiques, l'énergie thermique Q extraite du premier fluide F1 est sensiblement égale à la quantité d'énergie thermique Q' utilisée pour chauffer le deuxième fluide F2. Le deuxième fluide F2 a, avant réchauffement, une température entrante froide TE2 et, après réchauffement, une température sortante réchauffée TS2. La quantité d'énergie thermique Q' utilisée pour chauffer le deuxième fluide F2 est définie par une différence entre la température sortante réchauffée TS2 et la température entrante froide TE2. La température sortante réchauffée TS2 est inférieure ou égale à la température entrante chaude TEl du premier fluide F 1 . En conséquence, l'énergie thermique utilisée Q' pour chauffer le deuxième fluide F2 dépend d'une température entrante froide TE2 du deuxième fluide F2 et de la température entrante chaude TEl du premier fluide Fl.

Dans une installation apte à mettre en oeuvre un procédé de stockage d'énergie de type CAES adiabatique, la température entrante chaude TE1 du premier fluide F1 est sensiblement fixe, puisqu'elle est due au transfert d'une première quantité de chaleur dans un gaz suite à une compression précise. L'énergie thermique Q extraite du premier fluide F1 dépend alors uniquement de la température entrante froide TE2 du deuxième fluide F2. Enfin, il s'ensuit que le premier fluide F 1 a une température sortante froide TS1, après refroidissement, qui dépend de la température entrante froide TE2 du deuxième fluide F2 en entrée du réchauffeur 74. Une installation apte à mettre en oeuvre un procédé CAES fonctionne par une alternance de cycles d'extraction d'énergie thermique puis de réintroduction d'énergie thermique. D'un cycle à l'autre, les températures de point froid TF sont sensiblement identiques entre elles et les températures de point chaud TC sont sensiblement identiques entre elles. Si les ensembles de stockage de chaleur sont dimensionnés de façon appropriée, en fonctionnement nominal, on peut considérer en première approximation que le point chaud PC et le point froid PF ont des températures sensiblement invariantes. On entend par « fonctionnement nominal » (ou « fonctionnement normal », précédemment) le fait que l'installation fonctionne de façon optimale, ou tout au moins de façon attendue.

Lors de l'établissement de ce fonctionnement nominal, la température de point froid TF tend vers la température entrante de déstockage TE2 et la température de point chaud TC tend vers la température entrante de stockage TEl. Aussi, plus la température de point froid TF de l'échangeur de chaleur est chaude, moins la température sortante de stockage TS1 est-elle basse et moins la température d'entrée dans le deuxième compresseur est basse. Les réservoirs de stockage de chaleur peuvent permettre théoriquement un refroidissement depuis une température entrante chaude TEl élevée, proche de 350°C ou jusqu'à 400°C ou 600°C ou plus, jusqu'à une température sortante froide TS1 de l'ordre d'une valeur de température ambiante, par exemple 15°C ou 25°C ou même 50°C. Les inventeurs ont cependant remarqué que lors de l'établissement du régime permanent, la température sortante froide TS1 est plus élevée que cette température sortante froide théorique. Dans une installation apte à mettre en oeuvre un procédé de stockage d'énergie de type CAES adiabatique selon l'état de la technique, la température sortante froide TS1 de l'ensemble de stockage de chaleur intermédiaire correspond à une température du flux d'air entrant F1 en entrée du deuxième compresseur lorsque l'installation est dans un mode de stockage d'énergie. Selon le premier mode de réalisation de l'invention décrit précédemment en référence à la figure 5A, il est alors proposé de corriger la température sortante froide TS1, trop élevée, par l'ajout d'une étape de refroidissement supplémentaire, au moyen du refroidisseur supplémentaire 6, entre l'ensemble de stockage de chaleur et le deuxième compresseur. Les inventeurs ont de plus remarqué que lorsque l'installation est en mode de déstockage d'énergie, le flux d'air sortant F2 issu des détendeurs 21, 22 n'a pas une température aussi basse que désirée. En effet, la température du flux d'air sortant F2 en sortie de détendeur n'est généralement pas proche de la température ambiante ou même de 50°C comme initialement dimensionné, mais d'une température plus proche d'environ 100°C ou même d'environ 150°C. En conséquence, la température entrante de déstockage TE2 du flux d'air entrant dans le réchauffeur lors de la phase de déstockage est généralement plus proche de 100°C ou même de 150°C en fonctionnement nominal. Lors de l'établissement du fonctionnement nominal, dans l'ensemble de réservoirs de chaleur 3, la température de point froid TF des réservoirs de chaleur 3 augmente et tend progressivement vers la température du flux d'air sortant F2 en sortie du premier générateur, soit environ 100°C ou même environ 150°C au lieu d'environ 50°C. Lors de la phase de stockage d'énergie, le flux d'air entrant Fl n'est refroidi que jusqu'à la température du flux d'air sortant F2 en sortie du premier générateur, soit environ 100°C ou 150°C. Selon le second mode de réalisation de l'invention présenté ci-avant en référence à la figure 5B, le refroidisseur supplémentaire de déstockage 60 introduit entre le premier générateur 21 et le réchauffeur intermédiaire 51 permet un sur-refroidissement du flux d'air sortant F2 issu du premier générateur. Il s'en suit un abaissement de la température entrante de déstockage TE2 dans le réchauffeur intermédiaire 51. La température en sortie du refroidisseur supplémentaire de déstockage 60 est dite alors « sur-refroidie ». En conséquence, lors de l'établissement d'un fonctionnement nominal, la température de point froid de l'ensemble de réservoirs de chaleur 3 tend vers cette température sur-refroidie, inférieure à la température du flux d'air sortant F2 en sortie du premier générateur. La température sur-refroidie peut être inférieure ou égale à 75°C ou inférieure ou égale à 50°C ou encore plus faible. Il est ainsi possible d'obtenir en fonctionnement nominal une température de point froid TF inférieure à l'état de la technique ; le flux d'air entrant F2 a donc une température plus faible que dans l'état de la technique à la fois en sortie du refroidisseur intermédiaire 51 et en entrée du second compresseur. Le second compresseur a donc un rendement de conversion plus important que selon l'état de la technique. De plus, comme les températures des points chauds des réchauffeurs 51, 52 sont identiques à ceux de l'état de la technique, les températures et pressions en entrée des deux générateurs 21, 22 sont sensiblement identiques à ceux de l'état de la technique. Les installations selon le premier et le second mode de réalisation décrites ci-avant ont une même capacité de production que les installations de l'état de la technique et un même rendement en phase de déstockage d'énergie tout en ayant au moins un compresseur ayant un meilleur rendement.

Dans des modes avantageux de réalisation de l'invention, l'énergie thermique extraite par les refroidisseurs supplémentaires 6, 60 est avantageusement collectée par un collecteur 61 et distribuée dans des réseaux de distribution d'énergie 62 (figure 4). Les réseaux de distribution d'énergie 62 peuvent être des réseaux de chaleur, des générateurs de vapeur ou des réseaux de distribution d'eau chaude pour une habitation, une ville ou un appareil. Alternativement, ou en supplément, l'énergie thermique collectée peut être transformée en un autre type d'énergie, mécanique ou électrique, par exemple par un convertisseur chaleur/courant fonctionnant selon les cycles organiques de Rankine (ou « cycles ORC »). Lorsque ces modes avantageux de collecte et/ou de transformation de l'énergie thermique extraite par les refroidisseurs supplémentaires 6, 60 sont appliqués au second mode de réalisation de l'invention, l'énergie ainsi récupérée est extraite et distribuée lors de la phase de déstockage, c'est-à-dire lorsque la demande en énergie est plus importante. Dans ce cas, l'installation selon l'invention a un rendement encore amélioré : non seulement moins d'énergie est utilisée lors de la phase de stockage d'énergie, mais il est produit plus d'énergie lors de la phase de déstockage d'énergie que dans une installation selon l'état de la technique. En effet, à une production d'énergie par les générateurs activés par l'air comprimé se rajoute l'énergie extraite par le refroidisseur supplémentaire de déstockage 60 et transformée ou distribuée selon les moyens précités.

Le principe de l'invention peut être appliqué à des installations où les compresseurs (et/ou détendeurs) fonctionnent avec d'autres gammes de température que celles décrites plus haut. Par exemple, le deuxième compresseur peut être réglé pour fonctionner de façon optimale lorsque la température du flux de gaz en entrée du compresseur est proche de 250°C ou 300°C ou encore d'autres températures plus élevées. De même, le flux de gaz entrant, issu du premier compresseur, ou le flux de gaz entrant dans le deuxième détendeur, peut avoir une température de l'ordre de 600°C ou 700°C ou plus encore. Dans ces cas là, les moyens de transfert thermique peuvent être dimensionnés avec une température froide théorique de 100°C ou 150°C, ou 250°C ou 300°C, ou toute autre température au lieu de 15°C ou 25°C comme cité plus haut. Le principe de l'invention est aussi applicable pour de telles installations et permet une amélioration du rendement de conversion du deuxième compresseur. En effet, pour une même variation de pression, dans le sens de la compression ou de la détente, les compresseurs produisent une quantité de chaleur plus importante que celle dissipée par la détente, ce qui peut s'expliquer par le fait que les compresseurs et les détendeurs ne sont pas des convertisseurs pression-énergie mécanique parfaits. Il est alors possible de positionner des moyens refroidisseurs supplémentaires pour abaisser la température du flux de gaz entrant, entre les moyens de transfert thermique et le deuxième compresseur, et/ou pour abaisser la température du flux de gaz sortant entre le premier détendeur et les moyens de transfert thermique.

Les moyens refroidisseurs peuvent alors être réglés pour abaisser la température du gaz de 10°C, 50°C, 100°C, 150°C ou plus selon l'installation.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Installation de compressions/détentes successives de gaz respectivement pour stocker/libérer de l'énergie, comprenant : * pour les compressions : - un premier compresseur (11, 12, 101) du gaz délivrant une première quantité de chaleur, et - au moins un deuxième compresseur (12, 13, 102) en aval du premier compresseur (11, 12, 101) délivrant une deuxième quantité de chaleur, * et pour les détentes : - un premier détendeur (21, 22, 102) du gaz produisant une première quantité de refroidissement, et - au moins un deuxième détendeur (22, 23, 101) en aval du premier détendeur (21, 22, 102), dans laquelle des moyens de transfert thermique (51, 150) cumulent la première quantité de chaleur à la première quantité de refroidissement pour abaisser une température de gaz en amont du deuxième compresseur (12, 13, 102) et, de là, améliorer un rendement de fonctionnement du deuxième compresseur (12, 13, 102), caractérisée en ce que l'installation comporte en outre des moyens refroidisseurs (6, 60, 160), en amont du deuxième compresseur (12, 13, 102) et/ou en aval du premier détendeur (21, 22, 102), pour abaisser davantage la température du gaz en amont du deuxième compresseur (12, 13, 102).
2. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens refroidisseurs (6, 60, 160) sont connectés à au moins un collecteur d'énergie destiné à collecter une énergie thermique, extraite du gaz traversant les moyens refroidisseurs (6, 60, 160).
3. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le collecteur d'énergie est connecté à un réseau de distribution d'énergie.30
4. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le réseau de distribution d'énergie est un réseau de distribution d'énergie thermique, le collecteur d'énergie étant destiné à chauffer un fluide transitant dans le réseau de distribution d'énergie thermique.
5. 5. Installation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le collecteur d'énergie comporte un convertisseur chaleur-énergie mécanique apte à transformer au moins une partie de l'énergie thermique extraite par les moyens refroidisseurs (6, 60, 160) en énergie mécanique.
6. 6. Installation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le collecteur d'énergie comporte un convertisseur chaleur-courant apte à transformer au moins une partie de l'énergie thermique extraite par les moyens refroidisseurs (6, 60, 160) en énergie électrique.
7. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le convertisseur chaleur-courant est adapté pour fonctionner selon un cycle organique de Rankine
8. 8. Installation selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les 20 moyens de refroidissements sont adaptés pour abaisser la température du gaz jusqu'à une température inférieure à environ 75°C ou à environ 50°C.
9. 9. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de transfert thermique (51, 150) comportent un circuit à fluide caloporteur 25 (FC) incluant au moins : - un premier échangeur de chaleur (31, 32) en amont du deuxième compresseur (12, 13, 102) pour extraire de l'énergie thermique du gaz contenant la première quantité de chaleur, - un réservoir de liquide froid (RF) fournissant un liquide froid au premier échangeur 30 de chaleur (31, 32) et un réservoir de liquide chaud (RC) pour stocker l'énergie thermique extraite par le premier échangeur de chaleur (31, 32), et 10 15- un deuxième échangeur de chaleur (41, 45, 46) en aval du premier détendeur (21, 22, 102) pour fournir, à partir de ladite énergie thermique stockée dans le réservoir de liquide chaud (RC), de l'énergie thermique au gaz issu du premier détendeur (21, 22, 102), les moyens refroidisseurs (6, 60, 160) étant disposés entre le premier échangeur de chaleur (31, 32) et le deuxième compresseur (12, 13, 102) et/ou entre le premier détendeur (21, 22, 102) et le deuxième échangeur de chaleur (41, 45, 46).
10. 10. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les moyens de transfert thermique (51, 150) comportent un ou plusieurs réservoirs de chaleur (3, 103, 51) à stockage d'énergie thermique réalisés dans une matière solide adaptée pour : - refroidir un gaz les traversant issu du premier compresseur (11, 12, 101), et - réchauffer un gaz les traversant, issu du premier détendeur (21, 22, 102), les moyens refroidisseurs (6, 60, 160) étant disposés entre lesdits réservoirs de chaleur (3, 103, 51) et le deuxième compresseur (12, 13, 102) et/ou entre le premier détendeur (21, 22, 102) et les réservoirs de chaleur (3, 103, 51).
11. 11. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens refroidisseurs (6, 60, 160) sont disposés en aval du premier détendeur (21, 22, 102).
12. 12. Procédé de compressions/détentes successives de gaz respectivement pour stocker/libérer de l'énergie, comprenant : * pour les compressions : - une première compression délivrant une première quantité de chaleur, suivie - d'au moins une deuxième compression délivrant une deuxième quantité de chaleur, * et pour les détentes : - une première détente produisant une première quantité de refroidissement, suivie - d'au moins une deuxième détente, procédé dans lequel on prévoit un transfert thermique entre la première quantité de chaleur et la première quantité de refroidissement pour abaisser une température de gazavant la deuxième compression et, de là, améliorer un rendement de ladite deuxième compression, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens refroidisseurs (6, 60, 160) du gaz avant la deuxième compression et/ou après la première détente, pour abaisser davantage la température du gaz avant la deuxième compression.
13. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on recycle une partie au moins d'une énergie thermique extraite desdits moyens refroidisseurs (6, 60, 160).