道路压气储能装置是本发电系统的专利发明装置(如图1),它是通过道路压缩空气——压缩空气储能——压缩空气发电项目。
一、它的背景技术是:
1、伴随着我国新能源产业的快速发展,储能技术及其产业的发展日渐成为各方关注的重点。因为如何解决间歇性和随机性是新能源技术实现自身价值的核心问题之一。如何把能源集中储存起来,随时取用,在众多的储能技术中,压缩空气储能技术越来越受到政府和科技人员的关注。因为能够把各种形态的能源转换储存,取用的“能量多媒体”只有空气。空气作为能量载体,在自然界广泛存在,粘度小,流速快,可以进行远距离输送。
2、压缩空气是利用分子的内能。常态下,我们个人承受的大气压是0。1兆帕,也就是一个大气压,而储能罐里的空气压力是40兆帕。即400个大气压。只要闸门一开,压缩空气就会喷射而出,这跟水的道路是一样的。空气的流量和压力构成空气能的两大要素。能量转换的基本过程是空气能——机械能——电能。空气能有别于其他的新能源技术,可以大规模储存,而且比较安全,能量损失很小。
3、道路压气储能装置是一项利用车辆在下坡时对于地面的垂直作用力,通过压气装置回收二次能源,产生压缩空气的技术。
压气机分为两大部分:即运动部:压气横梁,静止部,底座。两部分结合为一个压气单元,压气机宽10厘米,长5米,下置50个压气室,压气机与车轮接触的部分有横向凸起以增加与车轮的摩擦力。压气机三个单元为一组密集排列,像钢琴的键盘一样。车辆进入公路采气区域,车轮依次碾压压气机,压气机压缩压气室的空气输入管道,储存在储气站,车辆对压气机做功,消耗能量,会对车轮向前行驶有明显的阻滞作用,降低车速,可以增加车辆在下大坡、长坡时的安全系数。
目前各省道、国道、高速公路的车流量每小时均在3000辆以上,高峰期每小时车流量均在万辆以上,大吨位6轴货车占到80%以上。我省地处高原,山脉众多,10~15公里的长坡路段很多,在这些大坡、长坡路段,车辆由于惯性会频繁使用制动刹车,以降低车速。长时间使用制动刹车,会使制动失灵,给车辆行驶造成极大安全隐患。而车辆在下坡时由于惯性产生的巨大能量也白白浪费掉了。所以,在公路下坡下行方向安装压气装置,可有效降低车辆的行驶速度,并且能够把这些能量收集起来,转换成电能或其他能源为人类服务。
二、以一条10—15公里长的坡道设计
1、收益概算:
按每日车流10000辆计算,日回收能量为1500万立方米压缩空气(等于每小时压气62。5万立方米);能够提供约375万千瓦时的储能容量(等于每小时发电15万千瓦时);在新能源上网电价政策中,每千瓦时电费是0。7~1。6元,取中间电价1元计,每天的收益将达375万元人民币,年(300天)收入11。25亿元。
2、投资概算:
此系统概算总投资为16。70亿元,其中:
①压气装置:(按现行技术造、售价计)需投资1。5亿元;
压气机一个单元由底架、50个活塞、50个气缸组成,三个单元为了一组;每个单元为1000元左右;15公里需要15万个单元。
②储能站:需投资1000万元;
储能站设计按5小时储气建站,则可保障24小时不间断正常运行;可回收压缩空气1500万立方米÷24小时=62。5万立方米/时;则需建容积约为(62。5×5= )300万立方米的气槽,需要投资约1000万元。
③气动发电机组:需投资15亿元;
容量15万千瓦/时机组,可分成若干小单元(1万千瓦的、2万千瓦的均可),每个单元按1万千瓦机组1亿元计价(现行气动机、发电机价);15万千瓦分成15个单元需15亿元。
④用地、场房、办公、车辆等设施投资需1000万元。
3、管理成本:1。3亿元/年;
管理维护费300万元/年;折旧费用1。1亿元/年,
即(1。5 +0。1+15+0。1)÷折旧15年=16。7÷15=1。1亿元/年。
4、每度电成本:0。1元/度;
15年投资÷15年总发电量=17。15亿元÷168。75亿千瓦时=0。1元/千瓦时。
15年投资=总投资16。7亿元+(管理维护费300万元/年×15年折旧期)=17。15亿元
15年总发电量=每年发电量×15年=375万千瓦时/天×300天×15年=168。75亿千瓦时。