Определение энергетического потенциала сжатого воздуха для оценки эффективности работы воздушно-аккумулирующей станции

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.

1. Стычинский З.А. Возобновляемые источники энергии: теоретические основы, технологии, технические характеристики, экономика / З.А. Стычинский, Н.И. Воропай. Магдебург–Иркутск: Отто-фон-Герики Университет Магдебург, 2010.

2. Литвак В.В. Основы регионального энергосбережения (научно-технические и производственные аспекты) / В.В. Литвак. Томск: Изд-во НТЛ, 2002.

3. Безруких П.П. Использование ветра. Техника. Экономика. Экология / П.П. Безруких . М.: Колосс, 2008.

4. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В.М. Бродянский. М.: Энергия, 1973.

5. Степанов В.С. Определение термомеханической эксергии газообразного топлива и потенциала энергосбережения в системах газоснабжения / В.С. Степанов, Т.Б. Степанова // Промышленная энергетика. 2013. №11. С. 2–6.

6. Stepanov V.S. Analysis of energy efficiency of industrial processes / V.S. Stepanov. Heidelberg: Springer-Verlag, 1992. 186 p.

7. Эксергетические расчеты технических систем: справочное пособие / Под ред. А.А. Долинского, В. М. Бродянского. Киев: Наукова думка, 1991.

8. Степанов В.С. Эксергетический анализ систем генерирования, транспорта и потребления энергии / В.С. Степанов, Т.Б. Степанова, Н.В. Старикова. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ.

9. Степанов В.С. Термодинамические исследования металлургических процессов: энергетические балансы, эксергетический анализ / В.С. Степанов, С.В. Степанов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006.

10. Степанов В.С. Потенциал и резервы энергосбережения в промышленности / В.С. Степанов, Т.Б. Степанова. Новосибирск: Наука, 1990.