Степанов Владимир Сергеевич – доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения и электротехники.
Vladimir S. Stepanov.
Степанова Татьяна Борисовна – доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения и электротехники.
Tatiana B. Stepanova.
Старикова Наталья Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения и электротехники.
Natalia V. Starikova.
Статья посвящена термодинамическому анализу процессов, происходящих в накопителях энергии сжатого атмосферного воздуха. В качестве инструмента для исследования процессов сжатия-расширения предлагается метод составления и анализа эксергетического баланса. В результате могут быть оценены основные показатели – потенциал сжатого воздуха и эффективность всех элементов схемы и воздушно-аккумулирующей станции (ВАЭС) в целом. Процедура исследования показана на примере адиабатической ВАЭС. Рассчитаны зависимости конечной температуры, удельной эксергии и работы сжатия на 1 тыс. м3 атмосферного воздуха от степени его сжатия. ВАЭС такого типа по объективным причинам не может иметь высокую термодинамическую эффективность. Однако она обладает рядом экономических преимуществ, а также и хорошо совместима с возобновляемыми источниками энергии, например, с ветроэнергетическими установками. Для повышения КПД процесса необходимо преобразовать тип ВАЭС в неадиабатический, что потребует изменения схемы и режима работы ее элементов. При этом сжатие в компрессоре должно производиться с максимально возможным отводом тепла, а процесс расширения в ГТУ открытого типа должен осуществляться с подводом тепла.
The thermodynamics analysis of processes flowing into the storages of compressed air energy are considered in the paper. The exergy balance has been propose as the instrument for study. The main indices have been estimate: the compressed air potential, efficiencies for all elements of the scheme and air-accumulating electric station (AAES) as a whole. The study procedure demonstrated on the example of adiabatic AAES. The relation of final temperatures, specific exergy and compression work per 1000 m3 of atmospheric air to compression ratio are determined. On the base, it can concluded that adiabatic AAES has not high efficiency, but it has some advantages: simple scheme, low investment, and combined well with renewable energy sources, for instance, wind-driven plants. To raise the efficiency of an adiabatic AAES, it should be transform to diabatic type. For that it is required modify the scheme and work regime of its elements, and combined it in complex with gas turbine plants.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.