23. 2024 年,全球最大压缩空气储能项目并网发电,这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图所示,用电低谷时段,将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中(地下盐层中的洞穴)；用电高峰时段,将储存在盐穴中的高压空气释放,驱动空气膨胀机转动,连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”,储存 1 度电最终能放出 0.72 度电,装机功率 300 兆瓦。每年发电量可达 6 亿度,能够保障超过 20 万户家庭用电需求。每年可节约标准煤约 $1.9×10^{8}$ kg,减少二氧化碳排放约 $4.9×10^{8}$ kg。可连续放电 6 小时,使用期长达 40 年。

(1)该项目储能过程中,电网中多余的电能通过电动机转化为能,再通过空气压缩机转化为能。
(2)换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置,常温高压空气在“换热器 2”处热。

(3)该项目每年节约的标准煤完全燃烧,释放J 的能量。(标准煤的热值为 $2.9×10^{7}$ J/kg)
(4)该项目的能量转换效率为；该项目每年发电 6 亿度,则消耗亿度用电低谷时段电网的多余电能。(计算结果保留 1 位小数)

(1)机械 内
(2)吸
(3)5.51×1015
(4)72% 8.3 [解析]
(1)该项目储能过程中，电网中多余的电能通过电动机转化为机械能，再通过空气压缩机对空气做功将机械能转化为空气的内能。
(2)常温高压空气通过“换热器2”变成高温高压空气，故常温高压空气在“换热器2”处吸热。
(3)该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量为Q放=qm = 2.9×107J/kg×1.9×108kg = 5.51×1015J。
(4)该项目的能量转换效率η=0.72kW·h/1kW·h=72%；消耗用电低谷时段电网的多余电能为E=6×108kW·h/72%≈8.3×108kW·h，约8.3亿度。