热电共蓄式压缩空气储能系统特性研究

本文通过考虑透平机械特性曲线等非设计工况特性,对热电共蓄式压缩空气储能系统进行性能分析,并与同等条件T的绝热压缩空气储能系统进行了性能对比。初次循环的充放电效率为63.9%,且?损最大的部件为电加热器;多次循环性能分析显示随着循环次数的增多,充放电效率不断增大直至最后稳定;通过与绝热压缩空气储能系统进行性能对比发现,电加热器的加入能够有效提高储能系统的功率和能量等级,且电加热温度与充放电效率负相关。     

微型压缩空气储能系统释能过程分析

本文以活塞式单阀膨胀机作为微型压缩空气储能系统(CAES)的释能单元,设计得到微型CAES及单阀膨胀机的基本结构与运行参数。并对该储能系统进行理论分析与仿真研究,研究不同释能方案以及不同储气室保温条件对微型CAES系统释能特性的影响。计算结果表明,选用合理的释能方案以及散热良好的储气罐,可以使微型CAES系统获得最佳的释能效率,微型CAES系统的储能效率最高可达70%。     

压缩空气储能——让电能穿越时空

电能的利用已经有数百年的历史,电力的发输配用长久以来有效地支撑着人类的社会经济生活。当今社会,人们提倡绿色的能量生产与消费模式,电力的存储作为使电力行业价值链闭环和实现能源结构调整的重要技术,在人类碳中和使命中担任重要角色。压缩空气储能是大规模电力存储技术中最具发展潜力的技术之一。文章以压缩空气储能的科学研究和技术发展作为主线,概述了该技术的原理、现状,及未来的发展前景。     

微型压缩空气储能系统释能过程分析EI北大核心CSCD

本文以活塞式单阀膨胀机作为微型压缩空气储能系统(CAES)的释能单元,设计得到微型CAES及单阀膨胀机的基本结构与运行参数。并对该储能系统进行理论分析与仿真研究,研究不同释能方案以及不同储气室保温条件对微型CAES系统释能特性的影响。计算结果表明,选用合理的释能方案以及散热良好的储气罐,可以使微型CAES系统获得最佳的释能效率,微型CAES系统的储能效率最高可达70%。     

恒压型抽水压缩空气储能系统的热力学及经济学多目标优化

为解决可再生能源存在的间歇性和波动性等问题,考虑到现有大规模储能技术的不足,提出了一种兼具抽水蓄能技术和压缩空气储能技术特点的恒压型抽水压缩空气储能系统.首先建立其热力学模型和经济学模型,然后以能量效率和单位能量成本作为目标函数,以水气比、预置压力、增压机压比和增压机效率作为决策变量,分别针对容量为1 MW、2MW、5 MW的系统进行多目标优化。多目标优化结果表明,当水气比约为7、预置压力约为4 MPa、增压机压比约为2、增压机效率较高时,系统具有较高的能量效率和较低的单位能量成本。同时,随着系统容量的增加,单位能量成本明显降低。研究结果可为该系统的工程应用提供理论支撑。     

Ar介质感应耦合等离子加热器能量转化与流动特性

对感应耦合等离子(inductively coupled plasma,ICP)加热器内能量转化过程与分布规律、 流动特性的研究和认识能够为高频等离子加热器的设计提供理论指导,同时能够为加热器向大功率、多介质、广适用方向的发展提供支撑.基于二维轴对称、层流流动和局部热力学平衡等假设条件,利用COMSOL对百千瓦级Ar介...     

先进绝热压缩空气储能系统的设计计算

作为一种重要的可再生能源,风能的不稳定性问题亟待解决。压缩空气储能(CAES)系统是解决该问题的一种有效途径。先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统在传统CAES系统的基础上得到改进,在环境保护、资源节约上有明显的优势。以1.5 MW的AA-CAES为例,介绍了先进绝热压缩空气储能系统的设计过程,并给定具体参数进行计算,对该系统的特性及应用前景进行了分析总结。     

一种实验室重力储能装置的设计与研制

21世纪面临着能源危机的重大议题,国家和企业迫切需要升级能源结构,转变能源方式。重力储能方式是机械储能方式的重要类型,是将重力势能转变为电能,并将电能储存起来的清洁储能方式。在实验室中自制了一种小型重力储能装置,并优化传统装置的各部分结构,进行设备改良。与大型重力储能设备相比,具有降低实验成本、节约时间、方便多次测量的优点。此外由于此装置的可拆卸和便携的特点,还可以用于教学演示和科普展示。     

用于分布能量系统的微型压缩空气蓄能(MCAES)系统性能计算与优化

压缩空气蓄能(CAES)电站是一种新型电能存储系统,具有动态响应快、经济性能高、环境污染小等优点,可起到负荷平衡、战略规划、提高供电质量的作用。但压缩空气蓄能电站往往远离负荷中心,需要一定的地质条件。而分布式能量系统则系统容量小,靠近负荷中心,具有较好的环境兼容性。采用小型或微型机组的小型甚至微型压缩空气蓄能(MCAES)系统则可以结合二者的优势。本文将通过用于分布式能量系统的微型压缩空气蓄能电站的进行设备的选型,并对不同工况下的MCAES系统进行相应的计算与分析,并在满足用户对电力需求情况下,进行工况组合且优化选择。     

自制热机能量转化演示仪

介绍了利用简易材料设计和制作的热机能量转化演示仪,该演示仪可以用来演示热机循环的原理和能量转换的现象.能够方便地在课堂进行演示教学,有利于学生对热学理论课中相关的知识点的理解和记忆.     

石英晶振的储能特性

针对微弱环境能量难以直接快速存储的问题, 采用石英晶振作为储能元件设计了一种高效储能瞬放电路. 石英晶振的高品质因数特性使其能在较小的输入电压下产生剧烈的机械振动, 从而将微弱的电能转换成机械能存储在石英晶振中. 通过对石英晶振的储能原理与能量释放特性进行理论分析, 推导出石英晶振充放电过程中输出电压与时间的关系式, 以及石英晶振释放能量时最大瞬时输出功率与负载的关系式. 并对石英晶振的储能特性进行了实验验证. 结果表明: 实验与理论相符, 且在输入电压幅值为100 mV, 谐振频率f=1 MHz石英晶振的条件下, 石英晶振的储能效率可以达到77%, 能量释放效率为71.4%.     

压缩空气管路系统的设计与制作

设计与制作了一种压缩空气管路系统，该系统简易、实用，适用于替代昂贵的高压瓶装Ｎ２，充当电动控制的气动开关的气源。     

混合储能系统在弱光充电系统中的仿真研究

光伏阵列的输出特性受光照强度影响很大,在弱光下光伏电池的最大功率点跟踪控制算法无法达到蓄电池的充电要求。为了最大限度利用光伏阵歹tl的输出功率,采用超级电容减小光照变化对蓄电池充电的影响。针对独立光伏发电系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,在保证光伏电池获得最大功率跟踪的同时,也能满足蓄电池的充电要求,建立的Simulink／MATLAB仿真模型验证了该设计方案的有效性。     

反馈脉冲棘轮的能量转化效率研究

研究了反馈脉冲棘轮的定向输运及能量转化效率.详细讨论了弹簧自由长度、耦合强度及脉冲相位等参量对耦合布朗粒子定向输运性能的影响.研究发现,一定自由长度和耦合强度都能促进反馈脉冲棘轮的定向输运,并能使耦合粒子拖动负载做功时的能量转化效率达到最大.此外,通过调节脉冲相位能使反馈棘轮在一个演化周期内获得两次流反转,且合适的相位还能增强反馈棘轮的定向输运.所得结论不仅可为实验上设计合适的反馈脉冲作用来优化棘轮的定向输运性能,而且还能为生物医疗上药物的精准投放提供一定的理论参考.     

关于一个提绳问题中能量转化的讨论

针对一道常见竞赛题中出现的动量解答结论与能量守恒矛盾的问题, 进行深入探讨, 重新审视常见解释, 并 提出新的观点, 指出题目中存在的固有缺陷, 并加以更正     

焦耳在能量转化与守恒定律建立过程中的实验创新

能量转化与守恒定律的确立与19世纪初期工业革命的蓬勃发展有着直接的关系,不同行业的进展为定律的确立提供了坚实的事实基础.但是,固有的思想惯性又成为新思想建立的阻碍,给新定律的建立者制造了很多的麻烦.迈耶和亥姆霍兹的探索,奠定了能量转化与守恒定律的理论基础,焦耳的热功当量实验以丰富的实验内容、精确的实验数据,为定律的最终确立提供了坚实的实验基础.     

“直流小电机的能量转化”演示仪

直流电动机是典型的非纯电阻电路.设计制作教具"‘直流小电机的能量转化’演示仪",让学生观察"电机转、电珠暗;电机不转、电珠亮"的奇妙反差现象,激发科学探究的兴趣,不仅对学生辨析电功和电热的概念、区别纯电阻与非纯电阻电路很有帮助,而且在后续课程"电磁感应"学习反电动势概念,能起到知识的迁移和升华作用.     

针对系统暂态稳定性的超导磁储能装置容量研究

电力系统中所需超导磁储能装置（SMES）的容量是其应用中一个重要研究内容．文章运用暂态能量函数法（TEF）分析含超导磁储能装置的单机无穷大系统的故障过程，对超导磁储能装置向系统注入有功，提高系统阻尼和改善系统暂态稳定性进行仿真分析．仿真结果验证了超导磁储能装置对系统的作用效果，在此基础上利用暂态能量初步分析了超导磁储能装置向系统注入能量和系统的暂态能量函数的关系，进一步探讨系统暂态稳定性对超导磁储能装置容量的要求．