Електрогенераторна система зберігання енергії в формі стиснутого повітря (варіанти) та спосіб зменшення об’єму накопичувача повітря електрогенераторної системи зберігання енергії в формі стиснутого повітря

Реферат: Електрогенераторна система включає вузол (11) газової турбіни, що має головний компресор (12), який приймає вхідне оточуюче повітря, головний турбодетандер (14), головну камеру (16) згоряння і електрогенератор (15) для генерації електроенергії. Накопичувач (18') повітря має об'єм для зберігання стиснутого повітря. Джерело (23, 34, 42) вологості зволожує стиснуте повітря, яке виходить з накопичувача повітря і таким чином забезпечує зволожене стиснуте повітря. Теплообмінник (24) приймає джерело тепла і зволожене стиснуте повітря, щоб нагрівати зволожене стиснуте повітря. Розширювач (30) повітря розширює нагріте зволожене стиснуте повітря до зниженого атмосферного тиску для генерації додаткової потужності і дозволяє вводити ділянку повітряного потоку, розширеного розширювачем повітря, у вузол газової турбіни для форсування. Електрогенератор (31) зв'язаний з розширювачем повітря для генерації додаткової електроенергії. Зволоження стиснутого повітря зменшує об'єм накопичувача стиснутого повітря при тій же накопиченій/згенерованій енергії. UA 98436 C2 (12) UA 98436 C2 UA 98436 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ця заявка являє собою часткове продовження заявки U.S. № 12/285404, поданої 3 жовтня 2008 p., яка являє собою часткове продовження заявки U.S. № 12/216911, поданої 11 липня 2008 p., яка є продовженням заявки U.S. № 12/076689, поданої 21 березня 2008 p., далі патенту U.S. № 7406828, який являє собою виділену заявку U.S. № 11/657661, подану 25 січня 2007 p., на даний момент відкликану. Заявлений винахід відноситься до установок зберігання енергії в формі стиснутого повітря (ЗЕСП), а саме зменшення об'єму накопичувача стиснутого повітря установки ЗЕСП. Кожен з патентів U.S. № 7389644 і № 7406828 розкривають енергоустановку ЗЕСП, в якій стиснуте повітря зберігається головним чином в підземному сховищі, використовуючи сольові, водоносні і геологічні формації твердої породи. Місцерозташування потужних установок ЗЕСП зумовлені придатними геологічними формаціями для зберігання стиснутого повітря в поблизу великих електромереж. Установки ЗЕСП невеликої потужності (наприклад, 5-25 МВт) використовуються для керування навантаженням невеликих вітрових електростанцій і невеликих мереж розподіленої генерації. Множинні місцерозташування невеликих установок ЗЕСП зумовлені місцерозташуваннями енергоспоживачів, які часто знаходяться в міській або населеній місцевостях. Очевидно, ці населені місцевості необов'язково мають хороші геологічні формації для зберігання стиснутого повітря. Навіть якщо будуть хороші геологічні формації, об'єми накопичувачів стиснутого повітря будуть дуже невеликими, і спорудження накопичувача в підземних геологічних формаціях буде таким, що дуже дорого коштує. Тому, для установок ЗЕСП невеликої потужності, найкращою альтернативою є зберігання стиснутого повітря в надземних ємностях і/або трубопроводі високого тиску. Надземний накопичувач досі є таким, що дуже дорого коштує, і його вартість прямопропорційна його об'єму. Необхідно зменшити об'єм накопичувача стиснутого повітря в установках ЗЕСП, а конкретніше, для невеликих установок ЗЕСП, які використовують надземний накопичувач стиснутого повітря. Задачею даного винаходу є задоволення вказаної вище вимоги. По задумах варіанта виконання ця задача вирішується забезпеченням електрогенераторної системи зберігання енергії в формі стиснутого повітря, яка включає вузол газової турбіни, що має головний компресор, виконаний і розміщений з можливістю приймати вхідне оточуюче повітря, головний турбодетандер, функціонально зв'язаний з головним компресором, головну камеру згоряння, виконану і розміщену з можливістю підігрівати прийняте стиснуте повітря від головного компресора і живити головний турбодетандер, і електрогенератор, зв'язаний з головним турбодетандером для генерації електроенергії. Накопичувач повітря має певний об'єм для зберігання стиснутого повітря, зв'язаний з певною накопиченою енергією. Джерело вологості зволожує стиснуте повітря, яке виходить з накопичувача повітря і тим самим забезпечує зволожене стиснуте повітря. Теплообмінник виконаний і розміщений з можливістю приймати джерело тепла і приймати зволожене стиснуте повітря, щоб нагрівати зволожене стиснуте повітря. Розширювач повітря виконаний і розміщений з можливістю розширювати нагріте зволожене стиснуте повітря до зниженого атмосферного тиску для генерації додаткової потужності, і дозволяти вводити частину повітряного потоку, розширеного розширювачем повітря, при певних умовах, у вузол газової турбіни для забезпечення додаткової потужності в результаті форсування газової турбіни. Електрогенератор, зв'язаний з розширювачем повітря, проводить додаткову електроенергію. В результаті зволоження стиснутого повітря об'єм накопичувача повітря, зв'язаний з певною накопиченою енергією, може бути зменшений, тим самим зменшуючи розмір і вартість накопичувача повітря. Щодо компресора, який живить накопичувач повітря, розмір, вартість і споживана потужність компресора також зменшується, відповідно. По іншому об'єкту винаходу, забезпечений спосіб для зменшення об'єму накопичувача повітря в електрогенераторній системі зберігання енергії в формі стиснутого повітря. Ця система включає вузол газової турбіни, що має головний компресор, виконаний і розміщений з можливістю приймати вхідне оточуюче повітря, головний турбодетандер, функціонально зв'язаний з головним компресором, щонайменше одну камеру згоряння, виконану і розміщену з можливістю підігрівати прийняте стиснуте повітря, що виходить від головного компресора, і живити головний турбодетандер, і електрогенератор, зв'язаний з головним турбодетандером для генерації електроенергії. Накопичувач повітря має певний об'єм для зберігання стиснутого повітря, зв'язаний з певною накопиченою енергією. Цей спосіб забезпечує вологість, щоб зволожувати стиснуте повітря, яке виходить з накопичувача повітря, і тим самим забезпечує зволожене стиснуте повітря. Далі зволожене повітря нагрівається. Нагріте зволожене стиснуте повітря розширюється в розширювачі повітря. Додаткова електроенергія генерується електрогенератором, що використовує повітря, розширене розширювачем повітря. Розширювач 1 UA 98436 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повітря виконаний і розміщений з можливістю дозволяти витягувати і вводити частину повітряного потоку, розширеного розширювачем повітря, при певних умовах, у вузол газової турбіни для забезпечення додаткової потужності форсуванням газової турбіни. Інші об'єкти, ознаки і відмінності даного винаходу, так само як і способи роботи і функції зв'язаних елементів конструкції, сукупності частин і економічні показники виробництва стануть більш явно вираженими при розгляді докладного опису і прикладеної формули винаходу, які йдуть далі, з посиланням на супроводжуючі креслення, всі з яких утворюють частину цього опису. Винахід буде краще зрозумілий з докладного опису його переважних варіантів виконання, який йде далі, представлених в поєднанні з супроводжуючими кресленнями, на яких однакові посилальні позиції означають однакові частини, на яких: Фіг. 1 являє собою схематичну ілюстрацію електрогенераторної системи ЗЕСП типу, розкритого в патенті U.S. № 7406828, що має відносно великий, підземний накопичувач повітря для зберігання стиснутого повітря. Фіг. 2 являє собою схематичну ілюстрацію електрогенераторної системи, що має сатуратор, як джерело вологості за варіантом виконання, при якому в результаті використання зволоженого стиснутого повітря, об'єм накопичувана повітря і розмір компресора для заповнення накопичувана повітря можуть бути зменшені. Фіг. 3 являє собою схематичну ілюстрацію електрогенераторної системи, що має теплоутилізаційний парогенератор, як джерело вологості за іншим варіантом виконання, при якому в результаті використання зволоженого стиснутого повітря, об'єм накопичувача повітря і розмір компресора для заповнення накопичувача повітря можуть бути зменшені. Фіг. 4 являє собою схематичну ілюстрацію електрогенераторної системи, що має пару, зовнішню відносно системи, як джерело вологості по ще одному варіанту виконання винаходу, при якому в результаті використання зволоженого стиснутого повітря, об'єм накопичувача повітря і розмір компресора для заповнення накопичувача повітря можуть бути зменшені. Патенти U.S. № 7389644 і 7406828, змісти яких включені за допомогою посилання в цей опис, розкривають відомості про те, що в системі ЗЕСП накопичене стиснуте повітря випускається з накопичувача стиснутого повітря, підігрівається з використанням тепла відпрацьованих газів газової турбіни і далі спрямовується в розширювач, який генерує потужність паротурбінного циклу в доповнення до форсованої потужності газової турбіни. Потужність, згенерована розширювачем паротурбінного циклу, нарівні з іншими ознаками, прямопропорційна потоку стиснутого повітря, що випускається з накопичувача, і вхідним температурі і тиску розширювача. Потік і температура стиснутого повітря розширювача оптимізуються, основуючись на доступному відпрацьованому теплі газової турбіни/іншого джерел тепла. Наприклад, Фіг. 1 показує установку 10 ЗЕСП патенту U.S. № 7406828, що має випущений повітряний потік 47,5 фунт/сек (104,7 кг/сек) з відносно великого підземного накопичувача 18 стиснутого повітря, що виробляє 15,3 МВт корисної потужності нетто і потужності паротурбінного циклу 9,44 МВт. Приблизно 15 МВт корисної потужності установки ЗЕСП вибирається тільки для порівняльного аналізу запатентованих рішень і нових варіантів виконання. Діапазон корисної потужності практично необмежений, але основуючись на певних рішеннях з надземним накопичувачем стиснутого повітря, передбачається, що типова корисна потужність буде знаходитися в діапазоні 5-25 МВт. На Фіг. 2 електрогенераторна система ЗЕСП з форсуванням, що позначається загалом позицією 10', показана відповідно до варіанта виконання даного винаходу. Система 10’ включає традиційний вузол газової турбіни, що позначається загалом позицією 11, що має головний компресор 12, який приймає на впусканні 13 джерело вхідного повітря при температурі навколишнього середовища і живлячий головну камеру 16 згоряння палива стиснутим повітрям для підігрівання; головний турбодетандер 14, функціонально зв'язаний з головним компресором 12, з камерою 16 згоряння, живильний головний турбодетандер 14, і електрогенератор 15 для генерації електроенергії. Для 5-25 МВт установок зберігання енергії в формі стиснутого повітря забезпечений накопичувач 18’ повітря, переважно надземного типу, що використовує ємність і/або трубопровід високого тиску, який накопичує повітря, що стискається щонайменше одним допоміжним компресором 20. Холодильник 19 може бути зв'язаний з компресором 20. У цьому варіанті виконання допоміжний компресор 20 приводиться в дію двигуном 21, але може приводитися в дію розширювачем або будь-яким іншим джерелом. Допоміжний компресор 20 живить накопичувач 18' стиснутим повітрям в непікові години. За цим варіантом джерело вологості зв'язане з випуском 22 накопичувача 18' повітря. Як показано на Фіг. 2, джерело вологості являє собою сатуратор 23, який виконаний і розміщений з можливістю приймати 2 UA 98436 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стиснуте повітря, що виходить з накопичувача 18' повітря, і зволожувати прийняте стиснуте повітря гарячою водою. Традиційний водонагрівач 25 і насос(и) 27 зв'язані з сатуратором 23. Теплообмінник 24 виконаний і розміщений з можливістю приймати джерело тепла (наприклад, відпрацьоване повітря 29 з головного турбодетандера 14) і приймати зволожене стиснуте повітря з сатуратора 23, щоб нагрівати прийняте зволожене стиснуте повітря. Замість або в доповнення до відпрацьованого повітря 29, що виходить з головного турбодетандера 14, теплообмінник 24 може приймати будь-яке зовні доступне джерело тепла. Випуск 26 теплообмінника 24 з'єднаний з додатковою камерою згоряння 28, призначення якої буде пояснено нижче, яка живить розширювач 30. Розширювач 30 переважно з'єднаний з генератором 31 для генерації додаткової електроенергії, що проводиться розширювачем 30. Теплообмінник 24, що нагріває стиснуте повітря, спрямоване до розширювача 30, також є додатковим. У головному режимі роботи по генерації потужності під час пікових годин і з недіючою камерою 28 згоряння, стиснуте повітря, виходячи з накопичувача 18' повітря, подається через сатуратор 23 для зволоження і підігрівається в теплообміннику 24 і спрямовується до розширювача 30. Зволожене нагріте повітря розширюється через розширювач 30, який з'єднаний з електрогенератором 31 і генерує додаткову потужність. Повітряний потік, витягнутий з розширювача 30, вводиться у вузол 11 газової турбіни, переважно, перед камерами 16 згоряння з параметрами введення потоку, певними обмеженнями і оптимізацією газової турбіни. Як показано на Фіг. 2, конструкція 22 зв'язується з конструкцією 33 для полегшення введення повітря. У цьому варіанті виконання конструкції 22 і 33 є переважно конструкціями трубопроводів. Введення може бути обмежене або затримане при певних умовах. Наприклад, основуючись на паспортних даних виробництв газової турбіни, введення не може бути дозволене або можливе при низькій температурі навколишнього середовища, або введення не може бути дозволене або можливе в результаті доступності до місць введення, або введення не може бути здійснене в результаті штатних висновків. Витягнутий повітряний потік, введений у вузол 11 газової турбіни перед камерами 16 згоряння, забезпечує форсування газової турбіни приблизно до 20-25 %. Повітряний потік, що залишився в розширювачі 30, розширюється незважаючи на низькі рівні тиску до атмосферного тиску. Таким чином, коли введення можливе або потрібне, не весь повітряний потік, що виходить з розширювача 30, випробовує зниження тиску до атмосферного тиску. Альтернативно, в головному режимі роботи по генерації потужності під час пікових годин з недіючою камерою 28 згоряння, оскільки розширювач 30 зменшує тиск підігрітого зволоженого стиснутого повітря, температура стиснутого повітря зменшується. Таким чином, холодне (нижче температури навколишнього повітря) повітря, що виходить з розширювача 30, може бути з'єднане за допомогою конструкції 32' з навколишнім повітрям на впусканні 13 так, що вхідне оточуюче повітря і більш холодне відпрацьоване повітря розширювача змішуються, зменшуючи підсумкову температуру вхідного повітря до прийому головним компресором 12. Зменшення підсумкової температури вхідного повітря до прийому головним компресором 12 забезпечує форсування газової турбіни приблизно до 20-25 %. У цьому варіанті виконання конструкція 32’ являє собою трубопровід, з'єднаний між відпрацьованим рівнем розширювача 30 і впусканням 13 з головним компресором 12, який являє собою альтернативу трубопроводу 32. В результаті зволоження стиснутого повітря за допомогою сатуратора, швидкість потоку з накопичувача 18’ повітря зменшується до 28 фунтів/сек (61,7 кг/сек) в порівнянні з 47,5 фунт/сек (104,7 кг/сек) на Фіг. 1, при якій не застосовується сатуратор 23. Оскільки швидкість потоку з накопичувача 18' повітря зменшується при по суті підтримці корисної потужності нетто (наприклад, 15 МВт на Фіг. 2 і 15,3 МВт на Фіг. 1), об'єм накопичувача 18’ повітря може бути переважно зменшений, тим самим, знижуючи його вартість. У варіанті виконання на Фіг. 2 об'єм накопичувача 18’ повітря може бути зменшений на коефіцієнт близько 1,7 для забезпечення такої ж визначеної накопиченої/згенерованої енергії, в порівнянні з об'ємом накопичувача 18' повітря на Фіг. 1. Більше того, оскільки для живлення накопичувача 18' потрібна менша кількість повітря, розмір і значить, вартість компресора 20 можуть бути зменшені в зв'язку із зменшенням енергозатрат компресора 20. У режимі роботи синхронної резервної потужності, який являє собою аварійний режим роботи з дуже короткою тривалістю діє камера 28 згоряння, і не діє вузол 11 газової турбіни. Теплообмінник 24 і сатуратор 23 можуть бути непрацюючими також. Стиснуте повітря, виходячи з накопичувача 18', підігрівається камерою 28 для згоряння палива, яке живить розширювач 30. Нагріте повітря розширюється через розширювач 30, який з'єднаний з генератором 31 для здійснення по суті негайного запуску роботи синхронної резервної потужності, незалежно від роботи вузла 11 газової турбіни. 3 UA 98436 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 На Фіг. 3 в системі 10" замість сатуратора 23, джерело вологості являє собою теплоутилізаційний парогенератор (ТУПГ) 34. У зв'язку з цим, стиснуте повітря, що виходить з накопичувача 18', змішується з парою, створеною ТУПГ 34 до додаткового підігрівання теплообмінником 24 і розширення розширювачем 30. ТУПГ 34 переважно застосовує відпрацьовані гази з турбодетандера 14, як джерело тепла. Канальний пальник 36 може бути забезпечений або перед теплообмінником 24, або між теплообмінником 24 і ТУПГ 34, економайзером 40 і підігрівачем 38 повітря. В результаті зволоження стиснутого повітря за допомогою ТУПГ 34, швидкість потоку з накопичувача 18' повітря зменшується до 28 фунтів/сек (61,7 кг/сек) в порівнянні з 47,5 фунт/сек (104,7 кг/сек) на Фіг. 1, при якій не застосовується ТУПГ 34. Оскільки швидкість потоку з накопичувача 18’ повітря зменшується при по суті підтримці корисної потужності нетто (наприклад, 15 МВт на Фіг. 3 і 15,3 МВт на Фіг. 1), об'єм накопичувача повітря для забезпечення такої ж визначеної накопиченої/згенерованної енергії може бути переважно зменшений, тим самим, знижуючи його вартість. На Фіг. 4, в системі 10'", замість ТУПГ 34, джерело вологості являє собою пару 38, що проводиться зовні відносно системи 10'". В результаті зволоження стиснутого повітря за допомогою доданої пари 38, швидкість потоку з накопичувача 18' повітря зменшується до 28 фунтів/сек (61,7 кг/сек) в порівнянні з 47,5 фунт/сек (104,7 кг/сек) на Фіг. 1, при якій не застосовується додаткова пара 38. Оскільки швидкість потоку з накопичувача 18' зменшується при по суті підтримці корисної потужності нетто (наприклад, 15 МВт на Фіг. 4 і 15,3 МВт на Фіг. 1), об'єм накопичувача повітря для забезпечення такої ж визначеної накопиченої/згенерованної енергії може бути переважно зменшений, тим самим знижуючи його вартість. Таким чином, системи варіантів виконання зволожують накопичене стиснуте повітря до напрямку в розширювач 30 для додаткової генерації потужності. Зволоження стиснутого повітря значно збільшує масу зволоженого стиснутого повітряного потоку на коефіцієнт близько 1,5-2,5 (залежно від температури і тиску зволоження) і значно збільшує потужність розширювача 30. Потік зволоженого стиснутого повітря і його температура, привнесений в розширювач 30, оптимізуються, основуючись на розташовуваному теплі відпрацьованих газів вузла 11 газової турбіни і/або інших джерелах тепла. При генерації по суті однієї і тієї ж потужності за допомогою розширювача 30 (в порівнянні з системою 10 на Фіг. 1), використання потоку зволоженого стиснутого повітря розширювачем 30 значно зменшує масу накопиченого "сухого" стиснутого повітряного потоку на коефіцієнт близько 1,5-2,5 при відповідному зменшенні об'єму накопичувана стиснутого повітря і його вартості. Таким чином, для невеликих систем ЗЕСП на Фіг. 2, 3 і 4, які забезпечують зокрема однакову корисну потужність нетто близько 15 МВт і однакову накопичену/згенеровану енергію, вартість надземного накопичувача 18' тепер значно зменшується і придатна. Вищевказані переважні варіанти виконання були показані і описані з метою ілюстрації конструктивних і функціональних принципів даного винаходу, так само як і ілюстрації способів виконання переважних варіантів виконання і являють собою об'єкти для зміни без відхилення від таких принципів. Тому, винахід включає всі перетворення, укладені в межах об'єму наступної далі формули винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Електрогенераторна система зберігання енергії в формі стиснутого повітря, що містить: вузол газової турбіни, що включає головний компресор, виконаний і розміщений з можливістю приймати вхідне оточуюче повітря, головний турбодетандер, функціонально зв'язаний з головним компресором, головну камеру згоряння, виконану і розміщену з можливістю приймати і підігрівати стиснуте повітря, що виходить від головного компресора, і живити головний турбодетандер, і електрогенератор, зв'язаний з головним турбодетандером для генерації електроенергії, накопичувач повітря, що має об'єм для накопичення стиснутого повітря; джерело вологості, з'єднане з накопичувачем повітря для зволоження стиснутого повітря, яке виходить з накопичувача повітря і тим самим забезпечує зволожене стиснуте повітря, теплообмінник, з'єднаний з джерелом вологості і головним турбодетандером, виконаний і розміщений з можливістю приймати відпрацьоване повітря з головного турбодетандера і приймати зволожене стиснуте повітря із джерела вологості, щоб нагрівати зволожене стиснуте повітря тільки за допомогою відпрацьованого повітря з головного турбодетандера, розширювач повітря, з'єднаний з теплообмінником, виконаний і розміщений з можливістю розширювати нагріте зволожене стиснуте повітря до зниженого атмосферного тиску для 4 UA 98436 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 генерації додаткової потужності, і дозволяти вводити частину повітряного потоку, розширеного розширювачем повітря, у вузол газової турбіни для форсування, і електрогенератор, зв'язаний з розширювачем повітря для генерації додаткової електроенергії. 2. Система за п. 1, в якій джерело вологості являє собою сатуратор. 3. Система за п. 1, в якій джерело вологості являє собою теплоутилізаційний парогенератор. 4. Система за п. 1, в якій джерело вологості являє собою пару, що виходить з джерела, зовнішнього відносно системи. 5. Система за п. 1, в якій джерела вологості достатньо для забезпечення зволоженого стиснутого повітря, щоб заповнювати об'єм накопичувача повітря, що зменшується на коефіцієнт близько 1,5-2,5, в порівнянні з об'ємом накопичувача повітря в іншій системі, що не має джерела вологості, коли ця система та інша система виробляють по суті однакову корисну потужність нетто і накопичену енергію. 6. Система за п. 1, в якій джерело тепла являє собою відпрацьоване повітря, що виходить з головного турбодетандера. 7. Система за п. 1, що додатково включає компресор, зв'язаний з накопичувачем повітря для подачі стиснутого повітря в накопичувач повітря. 8. Система за п. 1, в якій система виконана і розміщена з можливістю забезпечувати корисну потужність нетто близько 5-25 МВт, і накопичувач стиснутого повітря включає ємність або трубопровід високого тиску. 9. Система за п. 1, що додатково включає такий трубопровід, що весь або частина повітряного потоку може бути введена у вузол газової турбіни перед головним компресором. 10. Система за п. 1, що додатково включає такий трубопровід, що весь або частина повітряного потоку може бути змішана з повітрям, зв'язаним з головним компресором. 11. Система за п. 1, що додатково включає допоміжну камеру згоряння між накопичувачем повітря і розширювачем повітря, виконану з можливістю приймати стиснуте повітря з накопичувача повітря і підігрівати його спалюванням палива для живлення розширювача повітря підігрітим стиснутим повітрям, щоб забезпечувати синхронну резервну потужність, коли вузол газової турбіни не діє. 12. Спосіб зменшення об'єму накопичувача повітря електрогенераторної системи зберігання енергії в формі стиснутого повітря, що має вузол газової турбіни, який включає головний компресор, виконаний і розміщений з можливістю приймати вхідне оточуюче повітря, головний турбодетандер, функціонально зв'язаний з головним компресором, щонайменше одну камеру згоряння, виконану і розміщену з можливістю приймати і підігрівати стиснуте повітря, що виходить з головного компресора, і живити головний турбодетандер, і електрогенератор, зв'язаний з головним турбодетандером для генерації електроенергії, причому спосіб включає етапи, на яких: випускають стиснуте повітря з накопичувача повітря, зволожують стиснуте повітря, випущене з накопичувача повітря, нагрівають зволожене стиснуте повітря тільки за допомогою відпрацьованого повітря з турбодетандера, розширюють нагріте зволожене стиснуте повітря в розширювачі повітря, причому розширювач повітря виконується і розміщується з можливістю дозволяти витягувати і вводити частину повітряного потоку, розширеного розширювачем повітря, при певних умовах, у вузол газової турбіни для форсування, і генерують за допомогою електрогенератора додаткову електроенергію, використовуючи повітря, розширене розширювачем повітря, при цьому зволоження стиснутого повітря дозволяє зменшувати об'єм стиснутого повітря, накопиченого в накопичувачі повітря, в порівнянні з його об'ємом за відсутності етапу зволоження. 13. Спосіб за п. 12, в якому систему виконують і розміщують з можливістю забезпечувати корисну потужність нетто близько 5-25 МВт, при цьому спосіб включає використання ємності або трубопроводу високого тиску як накопичувача стиснутого повітря. 14. Спосіб за п. 12, в якому сатуратор зволожує стиснуте повітря. 15. Спосіб за п. 12, в якому теплоутилізаційний парогенератор зволожує стиснуте повітря. 16. Спосіб за п. 12, в якому пара, що виходить з джерела, зовнішнього відносно до системи, зволожує стиснуте повітря. 17. Спосіб за п. 12, в якому етап зволоження забезпечує, що об'єм накопичувача повітря може бути зменшений на коефіцієнт близько 1,5-2,5, в порівнянні з об'ємом накопичувача повітря в іншій системі, яка не зволожує випущене стиснуте повітря, коли ця система та інша система 5 UA 98436 C2 5 10 15 20 25 30 виробляють по суті однакову корисну потужність нетто і мають однакову накопичену/згенеровану енергію. 18. Спосіб за п. 12, в якому частину повітряного потоку вводять перед головною камерою згоряння. 19. Спосіб за п. 12, в якому весь потік або частину повітряного потоку змішують з повітрям, зв'язаним з головним компресором. 20. Електрогенераторна система зберігання енергії в формі стиснутого повітря, що містить: вузол газової турбіни, що включає головний компресор, виконаний і розміщений з можливістю приймати вхідне оточуюче повітря, головний турбодетандер, функціонально зв'язаний з головним компресором, головну камеру згоряння, виконану і розміщену з можливістю приймати стиснуте повітря, що виходить з головного компресора, і спалювати паливо для підігрівання стиснутого повітря до живлення стиснутим повітрям головного турбодетандера, і електрогенератор, зв'язаний з головним турбодетандером, для генерації електроенергії, накопичувач повітря, що має об'єм для зберігання стиснутого повітря, компресор, що приводиться в дію двигуном, для подачі стиснутого повітря в накопичувач повітря, теплообмінник, з'єднаний з накопичувачем повітря, виконаний і розміщений з можливістю приймати джерело тепла, що забезпечується без спалювання додаткового палива, для підігрівання випущеного стиснутого повітря, що виходить з накопичувача повітря, автономний розширювач повітря, з'єднаний з теплообмінником і встановлений на валу, відділеному від вала головного турбодетандера і відділеному від вала компресора, виконаний і розміщений з можливістю розширювати нагріте стиснуте повітря до зниженого атмосферного тиску для генерації електроенергії, без випускання повітря із розширювача повітря; і електрогенератор, зв'язаний з розширювачем повітря, для генерації електроенергії. 21. Система за п. 20, в якій джерело тепла являє собою відпрацьоване повітря, що виходить з головного турбодетандера. 22. Система за п. 20, що додатково містить джерело вологості для зволоження стиснутого повітря, яке виходить з накопичувача повітря, тим самим, забезпечуючи зволожене стиснуте повітря, при цьому теплообмінник виконаний і розміщений з можливістю нагрівати зволожене стиснуте повітря. 6 UA 98436 C2 7 UA 98436 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8