Федюхин Александр Валерьевич – канд. техн. наук, доцент кафедры Промышленных теплоэнергетических систем
г. Москва
Alexander V. Fedyukhin
Moscow
Дронов Станислав Анатольевич – аспирант
г. Москва
Stanislav A. Dronov
Moscow
Семин Даниил Владимирович – аспирант
г. Москва
Daniil V. Semin
Moscow
Гусенко Алексей Геннадьевич – студент
г. Москва
Alexey G. Gusenko
Moscow
Панарин Владислав Эдуардович – студент
г. Москва
Vladislav E. Panarin
Moscow
ЦЕЛЬ. Разработка лабораторного стенда воздухо-аккумулирующей электростанции и расчет ее режимов работы с использованием программных пакетов Aspen HYSYS и ANSYS. МЕТОДЫ. Авторами была разработана экспериментальная установка воздушно-аккумулирующей электростанции мощностью 1 кВт. Принцип действия установки заключается в закачивании компрессором сжатого воздуха в ресивер, с последующем выпуском воздуха из ресивера в детандер оригинальной конструкции, который вырабатывает электрическую энергию. РЕЗУЛЬТАТЫ. В процессе разработки опытного образца были изготовлены 4 шестерни из различных конструкционных материалов: нержавеющая сталь марки AISI 304, латунь марки ЛС59-1 и полиацеталь марки ПОМ-С. В ходе сборки, притирки и обкатки опытным путем было установлено, что оптимальным решением с точки зрения антифрикционных характеристик, прочности и большего ресурса является применение шестерен из полиацеталя. Для моделирования режимов работы лабораторного стенда была составлена модель в программном пакете Aspen HYSYS. Необходимость в динамической модели возникла для моделирования процесса разгрузки ресивера. Представлен график изменения расхода воздуха на входе в детандер в зависимости от положения регулирующего клапана. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. К плюсам применения ВАЭС в качестве способа аккумулирования электрической энергии можно отнести высокую маневренность и работу в широких диапазонах температуры и давления, что делает такие электростанции более дешевыми и долговечными. ВАЭС аккумулирует энергию в форме сжатого воздуха, который в дальнейшем идет на выработку электроэнергии во время пиков нагрузки.
PURPOSE. Development of a laboratory unit for a compressed air energy storage and calculation of its operating modes using Aspen HYSYS and ANSYS software packages.METHODS. The authors have developed an experimental unit of a compressed air energy storage and calculation with a capacity of 1 kW. The principle of operation of the unit consists in pumping compressed air into the receiver by a compressor, followed by the release of air from the receiver into the expander of the original design, which generates electrical energy. RESULTS. During the development of the prototype, 4 gears were made of various structural materials: AISI 304 stainless steel, LS59-1 brass and POM-S polyacetal. During assembly, lapping and running-in, it was found experimentally that the optimal solution in terms of antifriction characteristics, strength and longer service life is the use of gears made of polyacetal. To simulate the operating modes of the laboratory stand, a model was compiled in the Aspen HYSYS software package. The need for a dynamic model arose to simulate the process of unloading the receiver. A graph of the change in air flow at the inlet to the expander depending on the position of the control valve is presented.CONCLUSION. The advantages of using CAES as a method of accumulating electrical energy include high maneuverability and operation in wide ranges of temperature and pressure, which makes such power plants cheaper and more durable. The CAES accumulates energy in the form of compressed air, which then goes to generate electricity during peak loads.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.