FR2983246A1

FR2983246A1 - Installation for storing energy in form of e.g. electric power energy, has gas turbine with simple cycle associated with electrical energy generator and supplied with electrical energy by combustion air heated from heat exchanger

Info

Publication number: FR2983246A1
Application number: FR1160795A
Authority: FR
Inventors: Alain Delsupexhe; Frederic Guyard
Original assignee: ASAH LM
Current assignee: ASAH LM
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-05-31
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: FR2983246B1

Abstract

The installation has a generating unit (2) comprising a functional unit that is provided with a gas compression assembly (3), a storage unit (5), a heat exchanger and a gas turbine (8). The compression assembly is connected with storage parts (R) for storing pressurized gas. The storage unit releases the heat during compression of gas. The heat exchanger heats the gas from the storage unit. The gas turbine with a simple cycle or combined cycle is associated with an electrical energy generator (9) and supplied with electrical energy by the combustion air heated from the heat exchanger. An independent claim is also included for a method for storing energy in a form of isobaric compressed gas and electric power energy.

Description

B11-4813FR 1 Installation de stockage et de restitution d'énergie sous forme de gaz comprimé isobare et procédé de stockage et de restitution d'énergie correspondant L'invention concerne, de manière générale, le stockage d'énergie et plus particulièrement le stockage d'énergie sous forme de gaz comprimé isobare. Selon une application particulièrement intéressante de l'invention, l'énergie stockée est une énergie renouvelable, par exemple et de manière nullement limitative l'énergie éolienne, l'énergie de la houle, l'énergie des courants ou des marées, ou l'énergie solaire. Ainsi, de manière générale, l'invention concerne le stockage d'une énergie intermittente ou d'une énergie dont la production n'est pas synchrone avec sa consommation. Toutefois, elle se rapporte également au stockage d'une énergie de base, par exemple nucléaire, disponible de manière excédentaire pendant des périodes de relativement faible consommation (la nuit ou le week-end par exemple), ou au stockage d'une énergie en vue de satisfaire à une demande en énergie malgré l'existence d'une limitation ou d'un bridage lié à son transport ou à son approvisionnement. Dans ce dernier cas, le bridage ou la limitation de la production peut, par exemple, résulter de contraintes liées aux infrastructures de transport de l'énergie, notamment lorsque le réseau d'alimentation d'un bassin de consommation isolé est sous-capacitaire, de sorte que la capacité de transport du réseau est insuffisante pour satisfaire à des pics de consommation, ce qui nécessite la mise en oeuvre localement de sources d'énergie complémentaires couteuses ou polluantes. B11-4813 1 Installation for storing and restoring energy in the form of isobaric compressed gas and method for storing and releasing corresponding energy The invention relates generally to energy storage and more particularly to the storage of energy. energy in the form of isobaric compressed gas. According to a particularly advantageous application of the invention, the stored energy is a renewable energy, for example and in no way limiting the wind energy, the energy of the swell, the energy of the currents or tides, or the solar energy. Thus, in general, the invention relates to the storage of an intermittent energy or an energy whose production is not synchronous with its consumption. However, it also relates to the storage of a basic energy, for example nuclear energy, which is excessively available during periods of relatively low consumption (at night or on weekends for example), or to the storage of energy in to satisfy a demand for energy despite the existence of a limitation or clamping related to its transportation or supply. In the latter case, the clampdown or the limitation of the production can, for example, result from constraints related to the infrastructures of transport of the energy, in particular when the supply network of an isolated consumption basin is under-capacity, so that the transmission capacity of the network is insufficient to meet peak consumption, which requires the implementation of local energy sources expensive or polluting.

Le stockage d'énergie sous forme de gaz comprimé, connu également sous l'appellation de CAES (« compressed air energy storage », en langue anglaise) est une technique connue qui consiste à comprimer un gaz et à le stocker dans des réservoirs de stockage pressurisés. L'énergie stockée peut ainsi être récupérée pour être, notamment, convertie en énergie électrique et fournie à un réseau de transport ou de distribution d'énergie électrique. Pour comprimer le gaz, on utilise un ensemble de compression qui peut, par exemple, être alimenté en énergie électrique prélevée sur le réseau de transport ou de distribution dans des périodes creuses, l'énergie ainsi stockée pouvant être par la suite réinjectée dans le réseau en période de forte consommation. Cette technique permet ainsi de rentabiliser la production d'énergie électrique en prélevant sur le réseau de l'énergie à moindre coût et en la restituant aux exploitants des réseaux de distribution ou de transport d'énergie électrique aux périodes pleines, à une tarification plus élevée. La technologie de stockage d'énergie CAES peut également être utilisée pour stocker une énergie renouvelable sous forme de gaz comprimé. Cette technologie CAES est particulièrement avantageuse pour stocker l'énergie produite par un parc éolien dont l'intermittence oscille sur des périodes de quelques heures à quelques jours. En effet, l'énergie éolienne est par nature intermittente de sorte qu'un parc éolien ne peut assurer une production constante. Dans ce contexte, il est souhaitable de pouvoir stocker l'énergie fournie par le parc éolien lorsque la production d'énergie est supérieure à la consommation, pour la restituer lorsque la production est inférieure à la demande. Dans ce but, le compresseur de l'installation de stockage d'énergie CAES est entraîné notamment par l'énergie électrique produite par le parc éolien. En ce qui concerne la technique de stockage du gaz comprimé, il est connu d'utiliser des réservoirs immergés en mer, à grande profondeur, la pression de l'eau s'exerçant sur les réservoirs permettant d'obtenir un stockage isobare du gaz comprimé, dans la mesure où, dans l'hypothèse où l'air est comprimé à une pression identique à celle de la colonne d'eau au dessus du stockage, la pression régnant dans les réservoirs reste constante quel que soit leur niveau de remplissage et notamment lorsqu'ils sont presque vides, la pression ne dépendant que de la profondeur, et non pas du taux de remplissage des réservoirs. On pourra notamment se référer au document JP 07-119485 qui décrit une installation CAES dans laquelle un compresseur est alimenté en énergie électrique prélevée sur un réseau de transport ou de distribution en période creuse pour comprimer un gaz et le stocker dans des réservoirs. On pourra également se référer aux documents US 2011/00731 et US 2011/00732 qui décrivent un autre type d'installation CAES dans laquelle un compresseur, qui est également capable d'opérer en tant que turbine, et un générateur d'énergie électrique sont placés sur une plateforme flottante située en mer pour stocker de l'énergie sous forme de gaz comprimé dans des réservoirs immergés à grande profondeur, et dans laquelle le compresseur est alimenté en énergie électrique à période creuse et le générateur est destiné à produire de l'énergie électrique à partir du gaz stocké, en période pleine. On pourra enfin se référer au document US 2004/0191000 dans lequel le compresseur est placé à terre, alors que les réservoirs sont immergés. Energy storage in the form of compressed gas, also known as compressed air energy storage (CAES), is a known technique which consists in compressing a gas and storing it in storage tanks pressurized. The stored energy can thus be recovered to be, in particular, converted into electrical energy and supplied to a transmission or distribution network of electrical energy. To compress the gas, a compression assembly is used which may, for example, be supplied with electrical energy taken from the transmission or distribution network during off-peak periods, the energy thus stored being subsequently re-injected into the network. in times of high consumption. This technique makes it possible to make the production of electrical energy profitable by taking energy from the grid at lower cost and returning it to the operators of electricity distribution or transmission networks at peak periods, at a higher rate. . CAES energy storage technology can also be used to store renewable energy in the form of compressed gas. This CAES technology is particularly advantageous for storing the energy produced by a wind farm whose intermittency oscillates over periods of hours to days. Indeed, wind energy is by nature intermittent so that a wind farm can not ensure constant production. In this context, it is desirable to be able to store the energy supplied by the wind farm when the energy production is higher than the consumption, to restore it when the production is lower than the demand. For this purpose, the compressor of the energy storage facility CAES is driven in particular by the electrical energy produced by the wind farm. As regards the technique for storing compressed gas, it is known to use submerged tanks at sea, at great depth, the pressure of the water acting on the tanks making it possible to obtain isobaric storage of the compressed gas. , insofar as, in the event that the air is compressed at a pressure identical to that of the water column above the storage, the pressure in the reservoirs remains constant regardless of their filling level and in particular when they are almost empty, the pressure depends only on the depth, and not on the filling rate of the tanks. In particular, reference can be made to JP 07-119485 which describes a CAES installation in which a compressor is supplied with electrical energy taken from a transport or distribution network during the off-peak period to compress a gas and store it in tanks. Reference may also be made to documents US 2011/00731 and US 2011/00732 which describe another type of CAES installation in which a compressor, which is also capable of operating as a turbine, and an electric energy generator are placed on a floating platform located at sea to store energy in the form of compressed gas in submerged reservoirs at great depth, and in which the compressor is supplied with electric power at off-peak period and the generator is intended to produce electricity. electrical energy from the stored gas, in full period. Finally, reference may be made to document US 2004/0191000 in which the compressor is placed on the ground, while the tanks are immersed.

Il a par ailleurs été constaté que ce type d'installation présente un certain nombre d'inconvénients, notamment en raison du rendement relativement mauvais de la conversion de l'énergie à stocker, la compression d'un gaz comprimé s'accompagnant de pertes thermiques relativement importantes. It has also been found that this type of installation has a certain number of drawbacks, in particular because of the relatively poor efficiency of the conversion of the energy to be stored, the compression of a compressed gas accompanied by heat losses. relatively important.

Le document US 2011/00732 préconise, à cet égard, de récupérer l'énergie thermique générée lors de la compression pour la restituer au gaz lors de son expansion. Il s'agit, notamment, dans ce document, de contrôler la température du compresseur afin d'éviter qu'elle ne dépasse des valeurs de seuil d'alarme. Document US 2011/00732 recommends, in this regard, to recover the thermal energy generated during compression to restore it to the gas during its expansion. In particular, this document controls the temperature of the compressor to prevent it from exceeding alarm threshold values.

Au vu de ce qui précède, le but que se propose d'atteindre l'invention est de proposer une installation et un procédé de stockage d'énergie sous forme de gaz comprimé isobare, capable d'augmenter considérablement le rendement de conversion de l'énergie stockée en énergie électrique, tant sur un plan thermique que mécanique. In view of the foregoing, the object of the invention is to propose an installation and a method of energy storage in the form of isobaric compressed gas, capable of considerably increasing the conversion efficiency of the energy stored in electrical energy, both thermally and mechanically.

L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, une installation de stockage d'énergie sous forme de gaz comprimé isobare et de restitution de l'énergie stockée sous forme d'énergie électrique, comprenant une unité de production de gaz comprimé alimentée en air ambiant et en énergie électrique produite à partir de l'énergie à stocker et des moyens de stockage de gaz comprimé pour le stockage du gaz à une pression constante produite par une colonne d'eau agissant sur les moyens de stockage. Cette installation de stockage et de restitution d'énergie comporte une unité de production comprenant un ensemble fonctionnel comprenant un ensemble de compression de gaz, des moyens de stockage de la chaleur dégagée lors de la compression du gaz, un échangeur de chaleur apte à réchauffer le gaz issu des moyens de stockage de gaz et une turbine à gaz à cycle simple ou à cycle combiné associée à un générateur d'énergie électrique et alimentée en comburant par l'air réchauffé issu de l'échangeur de chaleur. On notera que par le terme isobare, on entend une pression constante engendrée par la colonne d'eau. Toutefois, on ne sort pas du cadre de l'invention lorsque l'on crée une surpression ou une dépression dans les moyens de stockage par rapport à la pression constante engendrée par la colonne d'eau, par exemple sous l'action de l'ensemble de compression ou d'une décompression dynamique engendrée par une aspiration de gaz liée par exemple au fonctionnement de l'installation. The invention therefore relates, in a first aspect, to an energy storage facility in the form of isobaric compressed gas and to the return of the energy stored in the form of electrical energy, comprising a unit for producing compressed compressed gas. in ambient air and electrical energy produced from the energy to be stored and compressed gas storage means for storing the gas at a constant pressure produced by a water column acting on the storage means. This energy storage and return installation comprises a production unit comprising a functional assembly comprising a gas compression assembly, means for storing the heat released during the compression of the gas, a heat exchanger able to heat the gas. gas from the gas storage means and a single cycle or combined cycle gas turbine associated with an electric energy generator and supplied with oxidant by the heated air from the heat exchanger. It will be noted that the term isobaric means a constant pressure generated by the water column. However, it is not beyond the scope of the invention when creating an overpressure or a depression in the storage means with respect to the constant pressure generated by the water column, for example under the action of the compression assembly or dynamic decompression generated by a gas suction linked for example to the operation of the installation.

Ainsi, la pression régnant dans les moyens de stockage et dans un réseau de tuyaux transportant le gaz comprimé stocké jusqu'à la turbine à gaz comprise dans l'unité de production pourra éventuellement varier de quelques bar, de manière cyclique ou non, plus spécifiquement jusqu'à 10 bar de variation, par rapport à la pression de référence exercée par la colonne d'eau sur le stockage. On notera que des filtres à air standard seront installés à l'entrée de l'ensemble de compression de gaz. De plus, un système permettant de déshumidifier l'air pourra être avantageusement installé à l'entrée et/ou la sortie de l'ensemble de compression de gaz. Thus, the pressure prevailing in the storage means and in a network of pipes carrying the compressed gas stored up to the gas turbine included in the production unit may possibly vary from a few bar, cyclically or otherwise, more specifically up to 10 bar of variation, relative to the reference pressure exerted by the water column on the storage. Note that standard air filters will be installed at the inlet of the gas compression assembly. In addition, a system for dehumidifying the air may be advantageously installed at the inlet and / or outlet of the gas compression assembly.

Dans un mode de réalisation, l'unité de production est implantée sur une barge flottante ou sur une plateforme sur l'eau, les moyens de stockage de gaz comprimé comprenant un ensemble de réservoirs sous-marins et un réseau de tuyaux de raccordement desdits réservoirs. On notera que la plateforme peut être destinée à être placée en mer. Elle peut également être prévue pour être implantée sur un lac. Par conséquent, le terme réservoir sous-marin désigne les réservoirs destinés aussi bien à être implantés en mer qu'au fond d'un lac. In one embodiment, the production unit is located on a floating barge or on a platform on the water, the compressed gas storage means comprising a set of submarine tanks and a network of connecting pipes of said tanks. . Note that the platform may be intended to be placed at sea. It can also be planned to be located on a lake. Therefore, the term "submarine reservoir" refers to reservoirs intended both for use at sea and at the bottom of a lake.

Par exemple, la plateforme est destinée à être implantée à une distance de la côte comprise entre 10 et 30 km. Selon une variante, l'unité de production est adaptée pour être implantée à terre. Comme dans l'exemple de réalisation défini ci-dessus, les moyens de stockage de gaz comprimé peuvent comprendre un ensemble de réservoirs sous-marins. Dans ce mode de réalisation, les réservoirs sont généralement adaptés pour être placés à une distance de la côte inférieure à 5 km. Dans ces différents modes de réalisation, les réservoirs de gaz comprimé sont adaptés pour être placés à une profondeur comprise entre environ 200 et 1000m, et notamment comprise entre 500 et 700 mètres. On obtient ainsi une pression de stockage pouvant atteindre 100 bar, et notamment une pression comprise entre 50 et 70 bar. Par exemple, l'installation comporte un parc éolien en mer alimentant en énergie électrique l'ensemble de compression, nommé par simplicité « compresseur » de gaz dans la suite du texte. Elle peut toutefois être alimentée à partir d'un réseau de transport ou de distribution d'énergie électrique. Elle peut en outre comporter un réseau de cellules thermosolaires couplées à l'étage de stockage de chaleur. For example, the platform is intended to be located at a distance of the coast between 10 and 30 km. According to a variant, the production unit is adapted to be implanted on the ground. As in the embodiment defined above, the compressed gas storage means may comprise a set of submarine tanks. In this embodiment, the tanks are generally adapted to be placed at a distance from the coast of less than 5 km. In these various embodiments, the compressed gas tanks are adapted to be placed at a depth of between about 200 and 1000m, and in particular between 500 and 700 meters. This gives a storage pressure of up to 100 bar, and in particular a pressure of between 50 and 70 bar. For example, the installation includes an offshore wind farm supplying electrical energy to the compression assembly, named for simplicity "compressor" gas in the following text. It can, however, be powered from a transmission or distribution grid. It may further comprise a network of thermosolar cells coupled to the heat storage stage.

Elle peut encore comporter une unité de transformation de l'énergie de la houle en énergie électrique, et/ou une unité de transformation des courants marins en énergie électrique, et/ou une usine marémotrice transformant l'énergie des marées en énergie électrique et/ou un ensemble de panneaux photovoltaïques L'ensemble de compression peut constituer un moyen pour engendrer une surpression dans l'ensemble de réservoirs sous-marins par rapport à la pression de référence du stockage isobare exercée par la colonne d'eau. It may also comprise a unit for transforming wave energy into electrical energy, and / or a unit for transforming marine currents into electrical energy, and / or a tidal power plant transforming tidal energy into electrical energy and / or or a set of photovoltaic panels The compression assembly may constitute a means for generating an overpressure in the set of subsea reservoirs with respect to the reference pressure of the isobaric storage exerted by the water column.

L'installation peut en outre comporter un ou plusieurs échangeurs permettant de refroidir l'air utilisé par le compresseur lié à la turbine à gaz, à l'aspiration du compresseur et/ou à un soutirage intermédiaire, en utilisant de l'air comprimé provenant de l'ensemble de réservoirs sous-marins. The installation may also comprise one or more exchangers for cooling the air used by the compressor linked to the gas turbine, to the suction of the compressor and / or to an intermediate withdrawal, by using compressed air from of the subsea tank set.

Avantageusement, la turbine à gaz est dimensionnée pour une pression du gaz naturel en sortie des buses d'injection dans la turbine à gaz égale ou proche, dans un intervalle allant jusqu'à 15 bar au-dessus et jusqu'à 15 bar en-dessous, de la pression à laquelle l'air comprimé est stocké dans l'ensemble de réservoirs sous-marins. Advantageously, the gas turbine is sized for a pressure of the natural gas at the outlet of the injection nozzles in the equal or near gas turbine, in a range of up to 15 bar above and up to 15 bar. below, the pressure at which compressed air is stored in the subsea tank set.

On peut en outre prévoir un système de déshumidification de l'air installé à l'entrée et/ou à la sortie de l'ensemble de compression de gaz. Selon encore un autre mode de réalisation, l'unité de production est adaptée pour être implantée à terre, les moyens de stockage de gaz utilisant un aquifère dont la pression est maintenue constante par une colonne d'eau, éventuellement reliée à un lac ou à une réserve d'eau en surface. Dans ce mode de réalisation, l'installation peut également comporter un parc d'éoliennes terrestres alimentant le compresseur de gaz en énergie électrique. Dans les divers modes de réalisation, l'installation peut en outre comporter un réseau de cellules thermo-solaires éventuellement CSP (« Concentrating Solar Power plant », en anglais) couplées aux moyens de stockage de chaleur ou un réseau de panneaux photovoltaïques. On notera que le générateur d'énergie électrique est raccordé à un réseau d'électricité. L'installation peut encore comporter une ou plusieurs turbines à vapeur ou à air alimentées soit par l'ensemble de compression soit par le gaz comprimé issu des moyens de stockage. On pourra également prévoir de stocker la chaleur dégagée par la turbine à gaz dans les moyens de stockage de la chaleur ou d'échanger la chaleur dégagée avec l'air provenant du stockage. In addition, it is possible to provide an air dehumidification system installed at the inlet and / or at the outlet of the gas compression assembly. According to yet another embodiment, the production unit is adapted to be implanted on the ground, the gas storage means using an aquifer whose pressure is kept constant by a water column, possibly connected to a lake or lake. a reserve of water on the surface. In this embodiment, the installation may also include a fleet of onshore wind turbines supplying the gas compressor with electrical energy. In the various embodiments, the installation may further comprise an array of thermo-solar cells possibly CSP ("Concentrating Solar Power Plant", in English) coupled to the heat storage means or a network of photovoltaic panels. It will be noted that the electrical energy generator is connected to an electricity network. The installation may also include one or more steam turbines or air powered either by the compression assembly or by the compressed gas from the storage means. It will also be possible to store the heat generated by the gas turbine in the heat storage means or to exchange the heat released with the air from the storage.

L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un procédé de stockage d'énergie sous forme de gaz comprimé isobare et de restitution de l'énergie stockée sous forme d'énergie électrique, pour la mise en oeuvre d'une installation telle que définie ci-dessus. Ce procédé comporte une phase de stockage d'énergie comprenant les étapes de compression d'un gaz, de stockage de la chaleur dégagée lors de la compression, et de stockage isobare du gaz comprimé dans des moyens de stockage de gaz comprimé, et une phase de restitution d'énergie comprenant les étapes de prélèvement du gaz comprimé stocké dans les moyens de stockage de gaz, réchauffage du gaz comprimé prélevé et alimentation en comburant d'une turbine à gaz associée à un générateur d'énergie électrique à partir du gaz réchauffé. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique fonctionnelle de la partie émergée d'une installation de stockage et de restitution d'énergie renouvelable conforme à un premier mode de réalisation de l' invention ; - la figure 2 illustre de manière schématique, l'installation de la figure 1 couplée aux réservoirs de stockage d'énergie de gaz comprimé ; - la figure 3 illustre une variante de l'installation de la figure 2 ; et - la figure 4 illustre un troisième mode de réalisation d'une installation conforme à l'invention, dans lequel le gaz comprimé est stocké dans un aquifère. The subject of the invention is also, according to a second aspect, a process for storing energy in the form of isobarous compressed gas and for restoring the energy stored in the form of electrical energy, for implementing an installation. as defined above. This method comprises an energy storage phase comprising the steps of compressing a gas, storing the heat released during compression, and isobaric storage of the compressed gas in compressed gas storage means, and a phase energy recovery device comprising the steps of sampling the compressed gas stored in the gas storage means, heating the compressed gas removed and supplying the oxidant of a gas turbine associated with an electric energy generator from the heated gas . Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a functional schematic view the emergent part of a renewable energy storage and return installation according to a first embodiment of the invention; - Figure 2 schematically illustrates the installation of Figure 1 coupled to compressed gas energy storage tanks; FIG. 3 illustrates a variant of the installation of FIG. 2; and FIG. 4 illustrates a third embodiment of an installation according to the invention, in which the compressed gas is stored in an aquifer.

En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on va décrire un premier mode de réalisation d'une installation de stockage et de restitution d'une énergie. Dans l'exemple de réalisation considéré, l'énergie à stocker est une énergie renouvelable constituée par l'énergie éolienne produite par un parc éolien P comprenant un ensemble d'éoliennes E flottantes ou sur fondations, l'énergie électrique éolienne étant transformée et stockée, sous forme de gaz comprimé, dans un ensemble de réservoirs sous pression, tels que R implantés en mer, à grande profondeur. Referring firstly to FIGS. 1 and 2, a first embodiment of an energy storage and retrieval installation will be described. In the embodiment considered, the energy to be stored is a renewable energy constituted by the wind energy produced by a wind farm P comprising a set of wind turbines E floating or on foundations, wind power being transformed and stored , in the form of compressed gas, in a set of pressurized tanks, such as R implanted at sea, at great depth.

Par exemple, l'énergie éolienne captée par le parc éolien est stockée en heures creuses, c'est-à-dire en période de faible consommation et de prix bas, pour être ensuite restituée sous forme d'énergie électrique à un réseau électrique Res, schématiquement représenté sur la figure 1, en heures pleines, c'est-à-dire en période de forte consommation et de tarif élevé. Dans le cadre de la présente description, on entend, par réseau électrique, un réseau de transport ou de distribution d'énergie électrique. L'installation est dotée d'une barge flottante ou d'une plateforme 1 sur l'eau embarquant une unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique. Comme on le voit, l'unité 2 constitue un ensemble fonctionnellement compact et indépendant qui incorpore tous les moyens lui permettant de fournir aux réservoirs R un gaz à température et sous pression adéquates et de générer de l'énergie électrique à partir du gaz comprimé stocké dans les réservoirs R. La plateforme 1, dotée de l'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique, constitue un système FPSO (« Floating Production, Storage and Offloading unit », en anglais), c'est-à-dire une plateforme ou barge flottante. Elle peut être placée typiquement à une distance de la côte comprise entre 10 km et 30 km. L'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique comprend ainsi un ensemble de compression de gaz 3, de type classique, alimenté en énergie électrique par le parc éolien P et sélectivement raccordé aux réservoirs R par un réseau de tuyaux de raccordement des réservoirs, lors du stockage de l'énergie. Le gaz comprimé par l'ensemble de compression de gaz 3 est ici constitué par de l' air ambiant prélevé de l'atmosphère, éventuellement filtré ou déshumidifié. L'ensemble de compression de gaz 3 est couplé à des moyens 5 de stockage de la chaleur dégagée lors de la compression, associés à un échangeur de chaleur 6 éventuellement par l'intermédiaire d'un système de déshumidification installé à l'entrée et/ou à la sortie de l'ensemble de compression. L'air comprimé provenant de l'ensemble R de réservoirs sous-marins pourra être utilisé pour refroidir l'air utilisé par le compresseur lié à la turbine à gaz, à l'aspiration du compresseur et/ou à un soutirage intermédiaire, en prévoyant un ou plusieurs échangeurs de chaleur. For example, the wind power captured by the wind farm is stored in off-peak hours, that is during periods of low consumption and low prices, and then returned as electrical energy to an electricity grid. , schematically represented in FIG. 1, in peak hours, that is to say in periods of high consumption and high tariff. In the context of the present description, an electrical network is understood to mean a transmission or distribution network for electrical energy. The installation is equipped with a floating barge or platform 1 on the water carrying a unit 2 for producing compressed gas and generating electrical energy. As can be seen, the unit 2 constitutes a functionally compact and independent assembly that incorporates all the means enabling it to supply the tanks R with a gas at an adequate temperature and under pressure and to generate electrical energy from the stored compressed gas. in the reservoirs R. The platform 1, equipped with the unit 2 for producing compressed gas and for generating electrical energy, constitutes an FPSO (Floating Production, Storage and Offloading Unit) system. ie a floating platform or barge. It can be placed typically at a distance of between 10 km and 30 km. The unit 2 for producing compressed gas and generating electrical energy thus comprises a gas compression assembly 3, of conventional type, supplied with electrical energy by the wind farm P and selectively connected to the tanks R by a network of pipes. connecting tanks, when storing energy. The gas compressed by the gas compression assembly 3 is here constituted by ambient air taken from the atmosphere, optionally filtered or dehumidified. The gas compression assembly 3 is coupled to means 5 for storing the heat released during compression, associated with a heat exchanger 6 possibly via a dehumidification system installed at the entrance and / or at the output of the compression set. The compressed air from the subsea tank assembly R can be used to cool the air used by the compressor connected to the gas turbine, the compressor suction and / or intermediate draw, by providing one or more heat exchangers.

Les moyens de stockage 5 de la chaleur sont constitués par des moyens de stockage de type classique, à la portée d'un homme du métier. Ils ne seront donc pas décrits en détail par la suite. On notera cependant que diverses techniques de stockage peuvent être utilisées à cet égard, sans sortir du cadre de l'invention. On pourra à cet égard réaliser les moyens de stockage sous la forme d'un ensemble unitaire comprenant un matériau de stockage thermique ayant une capacité calorifique apte à stocker la chaleur issue de la compression, un échangeur thermique d'entrée raccordé aux tuyaux 4 et destiné à transférer les calories issues de la compression vers le matériau de stockage thermique, et l'échangeur 6 pour restituer les calories stockées au gaz issu des réservoirs. Par ailleurs, l'ensemble de compression 3 peut comporter un ou plusieurs étages de compression, aptes à réaliser une compression adiabatique, isotherme ou polytropique. Dans le cas d'une compression multi-étagée, selon laquelle on utilise plusieurs étages de compression pourvus chacun d'un échangeur thermique, on pourra avantageusement utiliser plusieurs blocs de stockage thermique pour le stockage à plusieurs niveaux de températures. The heat storage means 5 are constituted by storage means of conventional type, within the reach of a person skilled in the art. They will not be described in detail later. Note however that various storage techniques can be used in this regard, without departing from the scope of the invention. In this respect, the storage means may be produced in the form of a unitary assembly comprising a thermal storage material having a heat capacity capable of storing the heat resulting from the compression, an input heat exchanger connected to the pipes 4 and intended to transferring the calories from the compression to the thermal storage material, and the exchanger 6 to restore the stored calories gas from the tanks. Furthermore, the compression assembly 3 may comprise one or more compression stages, capable of performing adiabatic, isothermal or polytropic compression. In the case of multi-stage compression, according to which several compression stages, each provided with a heat exchanger, are used, it will advantageously be possible to use several thermal storage blocks for storage at several temperature levels.

L'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique est encore dotée d'un ensemble comprenant une turbine à gaz 8 associée à un générateur 9 d'énergie électrique. La turbine à gaz 8 est alimentée en carburant, par exemple en gaz naturel, éventuellement liquéfié, fourni par les citernes C d'un méthanier (figure 1) et est sélectivement raccordée aux tuyaux 4 lors de phases de génération d'énergie électrique pour être alimentée en air comburant à partir du gaz comprimé stocké dans les réservoirs R. Elle sera notamment dimensionnée pour délivrer une pression du gaz naturel en sortie des buses d'injection dans la turbine à gaz égale ou proche, dans un intervalle allant jusqu'à 15 bar au-dessus et jusqu'à 15 bar en-dessous, de la pression à laquelle l'air comprimé est stocké dans l'ensemble R de réservoirs sous-marins. En fonctionnement, lors de phases de stockage d'énergie, l'air ambiant prélevé de l'extérieur, éventuellement filtré et déshumidifié, est comprimé par l'ensemble de compression 3 alimenté en électricité notamment par le parc éolien P et est injecté via le réseau de tuyaux 4 dans les réservoirs R pour y être stocké. L'énergie thermique générée lors de la compression est stockée dans les moyens de stockage de chaleur 5. Lors de phases de restitution d'énergie, les réservoirs R sont mis en communication avec la turbine 8, en passant par l'échangeur 6. Le gaz comprimé est ainsi délivré en tant que gaz comburant à la turbine 8, après avoir éventuellement été réchauffé par l'échangeur 6 en relation d'échange thermique avec les moyens de stockage 5 et humidifié avant d'être injecté dans la turbine. La turbine 8 entraîne alors en rotation le générateur 9 qui fournit l'énergie électrique produite au réseau d'électricité Res par l'intermédiaire d'un câble 10 conducteur. Bien entendu, lors de la phase de stockage d'énergie, l'étage de compression peut également être alimenté en électricité à partir du réseau d'électricité en période creuse. On notera que les réservoirs R peuvent être réalisés soit à partir de conteneurs rigides dont un élément de paroi au moins est mobile sous l'action de la pression de l'eau ou être constitués de conteneurs souples de manière à profiter de la pression naturelle de l'eau et à constituer de la sorte un système de stockage isobare du gaz comprimé. Ils peuvent être associés à des systèmes de lestage, par exemple en béton ou en granite. Toutefois, comme cela sera rappelé par la suite, le volume des conteneurs peut atteindre 5000 m3 de sorte qu'ils sont en outre associés à un système d'ancrage, par exemple de type par succion afin de garantir leur maintien au fond marin. Tel est également le cas de la plateforme 1 qui est également avantageusement ancrée. Dans l' exemple de réalisation représenté, l'énergie renouvelable est essentiellement constituée par l'énergie cinétique du vent. On notera cependant que l'installation peut avantageusement être complétée par un réseau de cellules thermo-solaires 11 couplées à l'étage 5 de stockage de la chaleur. De telles cellules peuvent, par exemple, être constituées de cellules CSP, aptes à concentrer les rayons solaires pour chauffer un fluide caloporteur et augmenter, de la sorte, la quantité d'énergie calorifique stockée dans les moyens 5 de stockage de chaleur. Comme on le voit, l'unité 2 peut encore être couplée à une unité 12 de récupération de l'énergie houlomotrice, de type classique, capable de récupérer et transformer l'énergie de la houle en énergie électrique pour, par exemple, entraîner le compresseur 3. En variante ou en complément, on peut également utiliser un ensemble d'hydroliennes 13 aptes à transformer l'énergie du courant en énergie électrique et/ou des machines marémotrices pour transformer l'énergie de la marée en énergie électrique et/ou un ensemble de panneaux photovoltaïques. Comme indiqué précédemment, les réservoirs R peuvent être immergés à une profondeur allant de 200 m à 1000 m et notamment comprise entre 500 et 700 mètres. Ils peuvent avantageusement avoir un volume compris entre 700 m3 et 1000 m3, un ancrage étant nécessaire pour des réservoirs de capacité de 1000 m3. On notera toutefois que leur volume peut atteindre voire dépasser 5000 m3. Comme on le sait, la colonne d'eau ainsi créée permet un stockage du gaz à une pression naturelle constante comprise entre 20 et 100 bars pour une profondeur comprise entre 200 et 1000m. Pour des profondeurs préférées comprises entre 500 et 700 m, on obtient des pressions de stockage comprises entre 50 et 70 bars, en fonction de la profondeur. Le stockage de l'énergie à des pressions supérieures est toutefois contraignant en raison des pertes élevées lors de la compression. On notera par ailleurs qu'à de telles profondeurs, le gaz comprimé est couramment stocké à une température positive inférieure à 10°C. Unit 2 for producing compressed gas and for generating electrical energy is still provided with an assembly comprising a gas turbine 8 associated with an electric energy generator 9. The gas turbine 8 is supplied with fuel, for example natural gas, possibly liquefied, supplied by the tanks C of a LNG carrier (FIG. 1) and is selectively connected to the pipes 4 during the phases of generating electrical energy to be supplied with combustion air from the compressed gas stored in the reservoirs R. It will in particular be dimensioned to deliver a pressure of the natural gas at the outlet of the injection nozzles in the gas turbine equal or near, in an interval up to 15 bar above and up to 15 bar below, the pressure at which compressed air is stored in the set R of submarine tanks. In operation, during energy storage phases, ambient air taken from outside, possibly filtered and dehumidified, is compressed by the compression assembly 3 supplied with electricity, in particular by the wind farm P, and is injected via the pipe network 4 in the tanks R to be stored there. The thermal energy generated during the compression is stored in the heat storage means 5. During energy recovery phases, the tanks R are placed in communication with the turbine 8, via the exchanger 6. The compressed gas is thus delivered as an oxidizing gas to the turbine 8, after possibly being heated by the exchanger 6 in heat exchange relation with the storage means 5 and humidified before being injected into the turbine. The turbine 8 then rotates the generator 9 which supplies the electrical energy produced to the electricity network Res via a cable 10 conductor. Of course, during the energy storage phase, the compression stage can also be supplied with electricity from the electricity network during the off-peak period. It should be noted that the tanks R can be made either from rigid containers of which at least one wall element is movable under the action of the water pressure or be made of flexible containers so as to take advantage of the natural pressure of water and thus constitute an isobaric storage system for the compressed gas. They can be associated with ballasting systems, for example concrete or granite. However, as will be recalled later, the volume of the containers can reach 5000 m3 so that they are further associated with an anchoring system, for example suction type to ensure their maintenance on the seabed. This is also the case of platform 1 which is also advantageously anchored. In the exemplary embodiment shown, the renewable energy is essentially constituted by the kinetic energy of the wind. It will be noted, however, that the installation may advantageously be completed by an array of thermo-solar cells 11 coupled to the heat storage stage 5. Such cells may, for example, consist of CSP cells, able to concentrate the sun's rays to heat a heat transfer fluid and thereby increase the amount of heat energy stored in the heat storage means 5. As can be seen, the unit 2 can still be coupled to a conventional wave-type wave energy recovery unit 12 capable of recovering and transforming the wave energy into electrical energy for, for example, driving the 3. Alternatively or additionally, it is also possible to use a set of tidal turbines 13 capable of transforming the energy of the current into electrical energy and / or tidal machines to transform the energy of the tide into electrical energy and / or a set of photovoltaic panels. As indicated above, the tanks R can be immersed at a depth ranging from 200 m to 1000 m and in particular between 500 and 700 meters. They can advantageously have a volume of between 700 m3 and 1000 m3, an anchorage being necessary for tanks with a capacity of 1000 m3. It should be noted however that their volume can reach or even exceed 5000 m3. As is known, the water column thus created allows storage of the gas at a constant natural pressure of between 20 and 100 bar for a depth of between 200 and 1000m. For preferred depths between 500 and 700 m, storage pressures of between 50 and 70 bar are obtained, depending on the depth. Storage of energy at higher pressures is however constraining due to high losses during compression. Note also that at such depths, the compressed gas is commonly stored at a positive temperature below 10 ° C.

Il a été constaté qu'un tel agencement, dans lequel une turbine à gaz dédiée à la production d'énergie électrique est alimentée en air comburant sous pression, jusqu'à 70 bars, voire jusqu'à 100 bars, puis réchauffé à partir de l'énergie thermique dégagée lors de la compression du gaz ou par la sortie de la turbine à gaz elle-même, permettait d'améliorer considérablement la puissance fournie par la turbine et permettait également une économie en gaz naturel pouvant dépasser 50%. On notera par ailleurs que l'on améliore en outre considérablement le rendement de l'installation grâce au réchauffage de l'air comburant prélevé à une température de l'ordre de 10°C avant son injection dans les chambres de combustion de la turbine. Comme on le voit sur la figure 2, l'installation de stockage et de restitution d'énergie peut encore être dotée d'une turbine à gaz 14 alimentée directement par le compresseur 3, en cas de besoin, sans passer par les réservoirs, ou alimentée par ces derniers, en passant par les moyens de stockage de la chaleur 5 et en particulier par l'échangeur 6, pour fournir de l'énergie électrique au réseau. On notera à cet égard que la chaleur dégagée par la turbine à gaz peut encore être récupérée pour chauffer l'air comburant admis dans les chambres de combustion de la turbine 8, ou encore pour alimenter en chaleur un système d'humidification de l'air issu des réservoirs R ou pour contribuer au stockage de la chaleur dans les moyens de stockage 5. It has been found that such an arrangement, in which a gas turbine dedicated to the production of electrical energy is fed with combustion air under pressure, up to 70 bar, or even up to 100 bar, and then reheated from the thermal energy released during the compression of the gas or the output of the gas turbine itself, significantly improved the power provided by the turbine and also allowed a saving in natural gas can exceed 50%. It should also be noted that the efficiency of the installation is also considerably improved by heating the combustion air taken at a temperature of the order of 10 ° C. before it is injected into the combustion chambers of the turbine. As can be seen in FIG. 2, the energy storage and return installation can still be provided with a gas turbine 14 fed directly by the compressor 3, if necessary, without passing through the tanks, or fed by the latter, through the heat storage means 5 and in particular by the exchanger 6, to supply electrical energy to the network. It should be noted in this regard that the heat released by the gas turbine can still be recovered to heat the combustion air admitted to the combustion chambers of the turbine 8, or to supply heat to a humidification system of the air from the tanks R or to contribute to the storage of heat in the storage means 5.

Les moyens de stockage de la chaleur 5 peuvent être ainsi réalisés sous la forme d'un bloc de matériaux de stockage thermique emplissant le fond de la barge et alimenté en calories par le compresseur, par la turbine à gaz et, le cas échéant, par la turbine à vapeur. Par ailleurs, l'installation d'un ou de plusieurs échangeurs refroidissant l'air utilisé par le compresseur lié à la turbine à gaz, à l'aspiration du compresseur et/ou à un soutirage intermédiaire, en utilisant de l'air provenant de l'ensemble R de réservoirs sous-marins permettra d'améliorer le rendement du système global. Enfin, l'installation décrite ici suppose que le gaz naturel est injecté dans la turbine à gaz à une pression proche de celle de l'air comprimé dans les moyens R, A de stockage. Ceci permet d'éviter des pertes de rendement global liées à une détente libre de l'air comprimé entre le stockage et la turbine à gaz qui serait inutile. Par exemple, dans un cas où l'air comprimé serait stocké à 500 m de profondeur, le gaz naturel serait injecté à une pression proche de 50 bar. Dans l'exemple de réalisation décrit en référence aux figures 1 et 2, l'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique est embarquée sur une plateforme flottante 1. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce mode de réalisation. Il serait également possible, selon un autre mode de mise en oeuvre, de prévoir d'implanter l'unité 2 au sol, sur terre à proximité du rivage, les réservoirs R, le parc éolien P électrique restant situé en mer. Comme dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, l'installation peut également être pourvue d'une hydrolienne pour la transformation de l'énergie des courants marins en énergie électrique et/ou d'unité marémotrice pour la conversion de l'énergie des marées en énergie électrique et/ou d'un parc solaire photovoltaïque. On a représenté un tel mode de réalisation sur la figure 3, sur laquelle on reconnait le parc éolien P, les réservoirs de stockage de gaz comprimé R, l'unité 12 de transformation de l'énergie de la houle en énergie électrique et l'hydrolienne 13, ainsi que l'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique, comprenant le compresseur 3, l'étage 5 de stockage de chaleur, l'échangeur de chaleur 6, la turbine à gaz 8 et le générateur 9. Comme on le voit sur cette figure, l'étage 5 de stockage de la chaleur peut également être couplé, dans ce cas, à un réseau de cellules thermo-solaires 11. Toutefois, dans cet exemple de réalisation, les réservoirs R peuvent être placés à une distance de la côte comprise entre 2 et 5 km, ou de manière générale à une distance inférieure à 5 km. The heat storage means 5 can thus be made in the form of a block of thermal storage materials filling the bottom of the barge and supplied with calories by the compressor, by the gas turbine and, where appropriate, by the steam turbine. Furthermore, the installation of one or more exchangers cooling the air used by the compressor linked to the gas turbine, to the suction of the compressor and / or to an intermediate withdrawal, by using air coming from the R set of submarine tanks will improve the overall system performance. Finally, the installation described here assumes that the natural gas is injected into the gas turbine at a pressure close to that of the compressed air in the storage means R, A. This avoids overall efficiency losses related to a free expansion of compressed air between the storage and the gas turbine that would be useless. For example, in a case where the compressed air would be stored at 500 m depth, natural gas would be injected at a pressure close to 50 bar. In the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the unit 2 for producing compressed gas and generating electrical energy is embedded on a floating platform 1. The invention is however not limited to embodiment. It would also be possible, according to another mode of implementation, to plan to plant unit 2 on the ground, on land near the shore, the R tanks, the P electric wind farm remaining at sea. embodiment described above, the installation can also be provided with a tidal turbine for the transformation of the energy of marine currents into electrical energy and / or tidal unit for the conversion of tidal energy into electrical energy and / or a solar photovoltaic park. Such an embodiment is represented in FIG. 3, on which the wind farm P, the compressed gas storage tanks R, the unit 12 for transforming the energy of the swell into electrical energy and the 13 and the unit 2 for producing compressed gas and generating electrical energy, comprising the compressor 3, the heat storage stage 5, the heat exchanger 6, the gas turbine 8 and the 9. As can be seen in this figure, the heat storage stage 5 can also be coupled, in this case, to a solar-thermal cell array 11. However, in this embodiment, the tanks R may be placed at a distance from the coast between 2 and 5 km, or generally at a distance of less than 5 km.

Dans ce mode de réalisation, l'installation peut également être dotée d'une turbine à vapeur. En outre, la chaleur dégagée par la turbine à gaz et, le cas échéant, par la turbine à vapeur, peut également être utilisée, comme indiqué précédemment, notamment pour stocker de la chaleur dans les moyens de stockage. In this embodiment, the installation can also be equipped with a steam turbine. In addition, the heat generated by the gas turbine and, if appropriate, by the steam turbine can also be used, as indicated above, in particular for storing heat in the storage means.

Toutefois, dans ce mode de réalisation, dans laquelle l'installation est dotée d'un parc éolien P, on utilisera majoritairement l'énergie électrique disponible sur le réseau pour alimenter le compresseur 3 dans des périodes creuses dans lesquelles l'énergie est excédentaire. Ce mode de réalisation est ainsi avantageux pour stocker l'énergie électrique de source nucléaire. Dans ce mode de réalisation, on prévoira avantageusement un tunnel T de 50 à 100 m de profondeur par lequel une conduite de gaz issue du réseau de tuyaux 4 et éventuellement des câbles électriques émergent au niveau de la côte pour s'affranchir des secousses créées par la houle, la marée et éventuellement les courants. Un tel tunnel T peut également être prévu dans le mode de réalisation de la figure 2. On notera toutefois que l'invention n'est pas limitée aux deux modes de réalisation décrits dans lesquels les moyens de stockage des gaz comprimés sont constitués par des réservoirs R placés à grande profondeur, notamment inférieure à 1000 mètres. Il est également possible de prévoir une telle installation à terre, et d'utiliser un aquifère pour le stockage du gaz comprimé délivré par le compresseur. However, in this embodiment, in which the installation is equipped with a wind farm P, it will use mainly the electrical energy available on the network to supply the compressor 3 in hollow periods in which the energy is surplus. This embodiment is thus advantageous for storing electrical energy from a nuclear source. In this embodiment, it will be advantageous to provide a tunnel T 50 to 100 m deep by which a gas pipe from the pipe network 4 and possibly electrical cables emerge at the coast to overcome the jolts created by swell, tide and possibly currents. Such a tunnel T may also be provided in the embodiment of FIG. 2. It will however be noted that the invention is not limited to the two embodiments described in which the compressed gas storage means are constituted by reservoirs. R placed at great depth, especially less than 1000 meters. It is also possible to provide such an installation on land, and use an aquifer for storing the compressed gas delivered by the compressor.

Comme on le sait, un aquifère, désigné ici par la référence générale A, est une formation géologique délimitée par une calotte étanche dans laquelle une certaine quantité d'eau est piégée. Comme on le voit, ce mode de réalisation est également fondé sur l'utilisation de l'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique, identique à l'unité 2 décrite précédemment en référence aux figures 2 et 3, couplée à un parc éolien P terrestre. On a représenté sur la figure 4 un tel agencement. L'aquifère est ici utilisé en creusant un puits P de manière à faire déboucher la sortie du compresseur 3 sous la calotte étanche de manière à y injecter le gaz, lequel étant conservé sous pression grâce à la pression de l'eau piégée dans l'aquifère. On notera toutefois que, dans ce cas, un puits secondaire P", artificiel ou naturel formé à partir d'une réserve d'eau ou d'un lac naturel ou artificiel L, devra en outre être prévu de manière à créer une colonne d'eau capable de maintenir à pression constante l'eau piégée dans l'aquifère, et, par conséquent, le gaz comprimé stocké. Dans ce mode de réalisation, le compresseur 3 est en outre couplé au réseau de transport ou de distribution, comme indiqué précédemment, afin d'être alimenté en énergie électrique en période creuse. En outre, dans ce mode de réalisation, on pourra également utiliser une turbine à vapeur alimentée directement à partir du compresseur ou à partir du gaz stocké dans l'aquifère. On pourra également, récupérer la chaleur dégagée lors du fonctionnement de la turbine à gaz 8, voire de la turbine à vapeur, pour la stocker dans les moyens de stockage 5. On notera enfin que, dans les divers modes de réalisation, l'unité 2 de production de gaz comprimé et de génération d'énergie électrique comprend un échangeur de chaleur en relation d'échange thermique avec un étage de stockage de la chaleur, lui-même couplé à un compresseur. Avantageusement, les divers éléments sont implantés de manière à former un ensemble fonctionnel compact de stockage et de production ayant une longueur maximale de l'ordre de 500 m afin d'éviter les pertes thermiques et permettant d'implanter l'ensemble sur une plateforme ou une barge en mer. As is known, an aquifer, here designated by the general reference A, is a geological formation defined by a watertight cap in which a certain amount of water is trapped. As can be seen, this embodiment is also based on the use of the unit 2 for producing compressed gas and for generating electrical energy, identical to the unit 2 described above with reference to FIGS. 2 and 3, coupled with a terrestrial wind farm. FIG. 4 shows such an arrangement. The aquifer is here used by digging a well P so as to open the outlet of the compressor 3 under the sealing cap so as to inject the gas, which is kept under pressure thanks to the pressure of the water trapped in the aquifer. However, it should be noted that, in this case, an artificial or natural secondary well P "formed from a water reserve or a natural or artificial lake L must also be provided in order to create a column of water. water capable of maintaining at constant pressure the water trapped in the aquifer, and therefore the stored compressed gas In this embodiment, the compressor 3 is further coupled to the transport or distribution network as indicated previously, in order to be supplied with electrical energy during the off-peak period, and in this embodiment it will also be possible to use a steam turbine fed directly from the compressor or from the gas stored in the aquifer. also, recover the heat generated during the operation of the gas turbine 8, or even the steam turbine, for storage in the storage means 5. Finally, note that in the various embodiments, the unit 2 ofcompressed gas production and electric power generation comprises a heat exchanger in heat exchange relationship with a heat storage stage, itself coupled to a compressor. Advantageously, the various elements are implanted so as to form a compact functional storage and production unit having a maximum length of the order of 500 m in order to avoid thermal losses and making it possible to implement the assembly on a platform or a barge at sea.

Claims

REVENDICATIONS1. Energy storage installation in the form of isobarous compressed gas and recovery of stored energy in the form of electrical energy, comprising a unit (2) for producing compressed gas supplied with ambient air and electrical energy produced from the energy to be stored and means (R; A) for storing compressed gas for storing the gas at a constant pressure produced by a water column acting on the storage means, characterized in that the unit (2 ) comprises a functional assembly comprising a gas compression assembly (3), storage means (5) for the heat released during compression of the gas, a heat exchanger (6) adapted to heat the gas produced by gas storage means and a single cycle or combined cycle gas turbine (8) associated with an electric energy generator (9) and supplied with oxidant by the heated air from the heat exchanger (6) .

2. Installation according to claim 1, characterized in that the production unit is located on a platform (1) on the water or on a floating barge, the compressed gas storage means comprising a set of tanks (R) submarines and a network of pipes (4) for connecting said tanks.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the platform (1) is intended to be implanted at a distance from the coast between 10 and 30 km.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the production unit is adapted to be implanted on the ground, the compressed gas storage means comprising a set of subsea tanks (R).

5. Installation according to claim 4, characterized in that the tanks are adapted to be placed at a distance from the coast less than 5 km.

6. Installation according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the tanks are adapted to be placed at a depth of between 200 and 1000 m.

7. Installation according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a wind farm (P) at sea supplying the gas compressor (3) in electrical energy.

8. Installation according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the compressor is supplied with electrical energy taken from an electricity network.

9. Installation according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises at least one element selected from a network of solar cells (11) coupled to the heat storage stage, a unit ( 12) transforming wave energy into electrical energy, a unit for transforming marine currents into electrical energy, a unit for transforming tides into electrical energy and a set of photovoltaic panels.

10. Installation according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the compression assembly is a means for generating an overpressure in the set (R) of submarine tanks relative to the reference pressure of the Isobaric storage exerted by the water column.

11. Installation 10, characterized in that it allows to cool gas, to the suction of using air tanks underwater. according to any one of claims 1 it comprises one or more exchangers the air used by the compressor connected to the compressor turbine and / or an intermediate withdrawal, compressed from the set (R) of

12. Installation according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the gas turbine is dimensioned for a pressure of the natural gas at the outlet of the injection nozzles in the gas turbine equal or close, in an interval up to 15 bar above and up to 15 bar below, the pressure at which compressed air is stored in the set (R) of subsea tanks.

13. Installation according to any one of claims 1 to 12, characterized in that an air dehumidification system is installed at the inlet and / or outlet of the gas compression assembly.

14. Installation according to claim 1, characterized in that the production unit is adapted to be implanted on the ground, the gas storage means using an aquifer (A) whose pressure is kept constant by a water column ( P '').

15. Installation according to claim 14, characterized in that it comprises a wind farm (P) supplying the gas compressor with electrical energy.

16. Installation according to one of claims 14 and 15, characterized in that it comprises an array of thermosolar cells CSP (11) coupled to the heat storage stage or a photovoltaic array of panels.

17. Installation according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the generator of electrical energy is connected to a network (Res) of electricity.

18. Installation according to any one of claims 1 to 17, characterized in that it comprises a system for humidifying the air from the storage (R; A) before injecting it into the gas turbine.

19. Installation according to any one of claims 1 to 18, characterized in that it further comprises one or more steam turbines or air supplied either by the gas from the compression assembly or by the compressed gas from storage means (R; A).

20. Installation according to any one of claims 1 to 19, characterized in that it comprises means for storing in the storage means (5) of the heat, the heat released by the gas turbine.

21. A method of storing energy in the form of isobaric compressed gas and of restoring energy stored in the form of electrical energy, for the implementation of an installation according to any one of claims 1 to 20, characterized in that it comprises an energy storage phase comprising a compression of a gas, a storage of the heat released during compression, the isobaric storage of the compressed gas in compressed gas storage means (R; A), and an energy recovery phase comprising the steps of: withdrawing the compressed gas stored in the compressed gas storage means, heating the collected compressed gas and supplying oxidant to a single cycle gas turbine (8) or combined cycle associated with a generator (9) of electric energy from the heated gas.