[发明专利]压缩空气贮藏发电装置

说明书

压缩空气贮藏发电装置(2)包括第三热交换器(30)和第四热交换器(40a、40b)。第三热交换器(30)利用从膨胀机(24)排出的空气与第二载热体进行热交换，并对第二载热体进行冷却。第四热交换器(40a)或者第四热交换器(40b)利用由第三热交换器(30)冷却后的第二载热体与向压缩机(18)供给的润滑油和向第一热交换器(26)供给的第一载热体中的至少一者进行热交换，并对润滑油或者第一载热体进行冷却。由此，在压缩空气贮藏发电装置(2)中，将从膨胀机(24)排出的冷能回收而作为冷能源利用，不从外部供给冷能，即设置场所的自由度不被限制，并且能够提高系统的能量效率。

技术领域

本发明涉及一种压缩空气贮藏发电装置。

背景技术

利用了风力发电、太阳能发电等可再生能量的发电由于取决于气象条件，因此有时输出发生变动而不稳定。公知有一种压缩空气贮藏(Compressed Air Energy Storage：CAES)系统作为相对于上述那样的输出变动使输出均衡化的系统。

利用了这样的CAES系统的压缩空气贮藏(CAES)发电装置在电力设备的非高峰时间中使电能作为压缩空气储存于蓄压箱，在需要高电力的时间中利用压缩空气驱动膨胀机而使发电机动作从而生成电能并使输出均衡化。此外，为了使发电效率提高，公知有如下系统：将压缩热回收到蓄载热体并贮藏于蓄热箱等，使用回收到的压缩热对膨胀前的压缩空气进行加热。由此，防止压缩时的动力增加，在使膨胀时的回收动力增加的同时，防止蓄压箱贮藏时的热释放。

作为上述那样的CAES发电装置，在例如专利文献1中公开了利用了热能贮藏系统的技术方案。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013-509530号公报

发明内容

发明要解决的课题

关于CAES发电装置，从运转效率观点来看，需要对压缩机和从压缩机排出的压缩空气进行冷却。在专利文献1中没有关于上述那样的冷却的详细记载，但从冷却的简便性等观点来看，在上述那样的冷却中多使用冷却塔等外部冷却装置。在那样的情况下，CAES发电装置由于与外部冷却装置连接，因此设置场所的自由度被限制。此外，在专利文献1的CAES发电装置中，没有特别考虑关于有效利用从膨胀机排出的空气冷能的情况。

关于本发明，在压缩空气贮藏发电装置中，回收从膨胀机排出的冷能并作为冷能源而利用，不从外部供给冷能，即不限制设置场所的自由度，并且能够提高系统的能量效率。

用于解决课题的手段

本发明的压缩空气贮藏发电装置包括：电动机，其由利用可再生能量发电得到的电力驱动；压缩机，其由所述电动机驱动，用于对空气进行压缩；蓄压部，其用于储存利用由所述压缩机压缩后的压缩空气；膨胀机，其由从所述蓄压部供给的所述压缩空气驱动；发电机，其与所述膨胀机机械性地连接；第一热交换器，其利用从所述压缩机向所述蓄压部供给的所述压缩空气与第一载热体进行热交换，该第一热交换器对所述压缩空气进行冷却并对所述第一载热体进行加热；第一蓄热部，其用于储存被所述第一热交换器加热后的所述第一载热体；第二热交换器，其利用从所述蓄压部向所述膨胀机供给的所述压缩空气与从所述第一蓄热部供给的所述第一载热体进行热交换，该第二热交换器对所述压缩空气进行加热并对所述第一载热体进行冷却；第三热交换器，其利用从所述膨胀机排出的空气与第二载热体进行热交换，该第三热交换器对所述空气进行加热并对所述第二载热体进行冷却；以及第四热交换器，其利用被所述第三热交换器冷却后的所述第二载热体与向所述压缩机供给的润滑油和向所述第一热交换器供给的所述第一载热体中的至少一者进行热交换，该第四热交换器对所述第二载热体进行加热并对所述润滑油或者所述第一载热体进行冷却。