清华大学教授梅生伟：基于压缩空气储能的智慧微能源网

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北极星储能网络新闻：从传统互联网到微电网、微能源网络，到今天的智能微能源网络三个阶段，每个阶段都有生产、消费、基础、能源传播，特别是在能源互联网阶段，我们看到储能和综合能源系统是能源互联网的首要任务。因此，现在的主题是发展智能微能源网络，这是能源互联网的重要形式，以提高能源的综合利用效率。

——梅生伟，清华大学教授

20192000年9月25日，第二届中国储能西部论坛在青海举行。会议由中国能源研究会储能委员会、青海大学、黄河上游水电开发有限公司、国家电网青海电力公司、青海能源高新能源有限公司、华能清洁能源技术研究所、中关村产业技术联盟、中关村海东科技园、青海清洁能源高效利用重点实验室、中关村储能产业技术联盟。北极星储能网络直播了论坛的整个过程。

会上，清华大学教授梅生伟作了题为基于压缩空气储能的智能微能源网的报告。

以下是发言实录：

清华大学教授梅生伟：尊敬的历史主任、吴参事、尊敬的专家、领导：很荣幸有机会代表青海大学新能源学院报告我们近年来的智能微能源网络工作，今天的核心是以压缩空气储能技术为核心，我们初步建立了智能微能源网络平台。今天主要分为 以下部分。

首先，让我们谈谈我们对智能微能源网络的理解，以压缩空气储能为智能微能源网络的枢纽，建立一个工程实践平台，即青海大学的智能微能源网络。该平台位于我们图书馆的西侧，不到100米。欢迎专家和领导有时间参观。事实上，图书馆本身也是我们图书馆微电网的重要组成部分。

能源发展的现状，无论是全球还是我国，都应该达到临界点。从总能耗和能耗强度来看，我们都高于世界平均水平，因此清洁能源的发展是能源升级转型的重要战略措施。

我们看能源电力系统的发展趋势，从传统的互联电网，到微电网，微能源网，到今天提的智慧微能源网这三个阶段，每个阶段有生产、消费、基础、能量传级，尤其到了能源互联网阶段，我们看到储能和综合能源系统是能源互联网的一个重中之重。所以现在一个主题就是发展智慧微能源网，它是能源互联网的一个重要的形式，提升能源的综合利用效率。

我们在这里，从微电网到智能微能源网络，所谓的微电网，从电力角度来看，某一区域有清洁发电单元，储能，电力应优先使用，所以有四个特点，当然，严格限制排放。

这样一个系统如何理解它的智能？有三个指标：安全、经济和环境保护。如果这样的微电网在运行过程中具有多个指标的运行能力，我们将称之为智能微电网。进一步总结了智能微电网的五个特点，特别是零排、自动发电、储电和外部配电网的交互控制，即平稳切换。当然，它的可靠性很高，并网和离网的干扰很小，自用电的比例也很高。进一步将这一概念推广到智能微能源网络中。它由微电网趋于热网、区域能源供应网络等组成。关键是要有一个能量枢纽。我们可以看到，这个枢纽可以是冷热电，如联供应、热泵、气转电。有这样一个枢纽可以集中冷热电。近年来，我们所做的一项工作是压缩空气储能。使用这种储能来耦合不同形式的能量，形成一个能源网络。

这样，实现智慧，也是五个特点，互补、热电交通进一步扩张、并网、网络、平稳切换，最大要求是最大限度地消耗可再生能源，简而言之，如果在数学中，系统表达，具有安全、经济、环保等指标能力，这是其智能或智能的主要特点。

我现在介绍压缩空气储能技术，看看是否适合能源枢纽，这是我们8年前提出的非燃烧压缩空气原理，这很简单，可以使用废弃风光低电驱动压缩机，压力高压储罐，需要发电，释放高压空气，热罐加热后，实现高温高压空气，驱动发电机发电，系统有两个非常明显的特点，一个是物理过程的整个过程，没有排放，介质是空气。

第二，它是一个冷热电三联供系统，末端膨胀温度可以调节，我可以调节到5度，2度，导致输出功率，可以输出热管压缩热发电，低端如200度，150度可以加热，所以是天然冷热电三联供。它对环境非常友好，因为介质是空气，取之不尽，取之不尽，对环境没有影响。

这是世界上第一个500千瓦的非燃烧压缩空气储能。它的压缩机、储气罐、热罐、储存压缩热、空气和热混合形成高温高压空气，驱动空气变平发电。这个效率是40%，已经赶上了德国燃烧补充的效率，但是冷热是72%。这个电站建在安徽芜湖，在高新区。

我们对电站进行了重大改进，储热介质是水，130度，氮气防止气化，变成高温导热油，导热储存温度可达320度左右，该系统形成多功能联合供应，多功能储存系统，这是现场建设系统，也是世界上第一个光热负荷压缩空气工业实验电站。它可以输入光伏电力或光热，它储存高压空气，其压缩热，以及导热油管中的槽空气热能，它可以是热、冷、空气。

它的冷热电三联供系统，我们用它来构建整个校园能源网络，该能源网络有10个子系统，我们的人工智能控制中心，位于图片的中间，10个系统，有多功能电站、微电网、光热、第四代太阳能电池等，但核心是监控系统，压缩空气储能，是集成这些系统，做一个综合能源系统。

外围的黄色表示电，中间的红色是热的，蓝色是冷的，是一个冷热电的三重供应系统。核心枢纽是我的压缩空气储能。它是一个多功能电站，我们有6个光伏组件，3个逆变器，10个组合，可以模拟西部电站的主要工作模式。

这是一个光热系统。我不多说实际原理。它由96面镜子跟踪太阳。如果形成半径80厘米、600度的光斑，可照射飞机机翼，回收碳纤维。原理是光热电站的原理。

这是回收飞机的碳纤维材料，具有很高的可用价值，是循环经济的重要手段。

此外，我们认为我国有汽车、船舶回收，我们的飞机回收仍然空白，图片显示亚利桑那飞机回收中心，我们去年也去了美国，现在我们的南方航空、东方航空飞机或送到美国，青海德令哈条件比亚利桑那好得多，阳光条件、干燥，特别是能源供应条件很好，海西建立了物业飞机回收中心，正在建设中。这是一个光热系统。

此外，根据高原广阔地区和充足的阳光条件，我们建立了太阳能热气能系统。温室 烟囱，温室会升温，加上拔压，底部安装涡轮机，可以发电。该系统利用充足的阳光和广阔的地区，无污染。建筑材料为FRP和混凝土，白天可全功率发电，晚上可半功率发电。这是青海大学在亚洲建立的第一个热气流系统。这样一个亮点项目是我们做的光伏发电。光伏发电的光谱波长主要是紫外线和可见光，大约200到800纳米。红外线是无用的。这种能量将占42%左右。如何实现热电转换是该技术的核心。红外线被送到热端。传统的光伏是聚光或光电转换。此外，热电转换的效率约为32%。有一个实验系统。

我们在图书馆建造了光伏建筑的集成，我们称之为BIPV，我们有光伏屋顶，图书馆照明室，我们安装透明照明电池，西幕墙是光伏幕墙，门栏杆是双面电池栏杆，该系统也是青海光伏建筑集成创新研究平台，我们可以说，它实现了绿色能源技术美与现代建筑艺术美的协调。

为了进一步在边缘地区创造一个基于太阳能的生活环境，这是提供一个综合能源系统的解决方案，我的输入是阳光，我使用各种储能设备，如油箱、水箱，可以储存冷却，可以储存热量，输出可以是冷热电，看看我创造了一个100平方米的生活环境，在这样的环境中，储存热量，高端300度热量可以加热，150度热量可以做米饭，80度热量可以加热，可以消毒，15度空调，可以实现边缘地区、高原地区、分布式，特别是牧民，解决他的定居问题。

此外，我们利用青海丰富的盐湖资源，建立了太阳能池发电实验平台，美国和以色列在国外的技术非常先进，其原理也很简单，是建造一个太阳能盐池，1到2米的深度就足够了，因为盐的浓度有梯度差，在底部形成一个高浓度的对流层，可见光，特别是紫外线进入底部，在底部形成对流，中间有一个隔离层，底部的热量不断聚集，我们在学校校园里建立了一个4平方米的系统，每天产生近半吨的沸水，所以热量是惊人的，这样的系统可以进行有机发电，这是能源网络的一部分。

我们还引进了世界上最先进的热发电系统，包括吸热口和热能吸收器。吸热口面积小，效率高，可达30%以上，非常安静，无噪音等影响。基本原理是利用太阳能聚光、聚热、吸热产生机械能，相当于压力杆发电。这是青海大学安装的国内外最先进的系统。顶部装有塑料袋，因为这个系统是在北京设计的。我们从青海来后，这里的阳光条件太好了，达到了设计条件的上限，所以我们不能安装塑料袋来挡部分阳光。

这就是我们现在所说的智能微能源网络监控系统。该监控系统可实现冷热电安全、经济、环保的协调，即智能，可实时显示10个子系统现场的运行。这就是它的好处，可能是1.7据我们所知，在国内高校中，面积最大、设备最齐全、技术最先进的校园微能源系统。

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