本發(fā)明涉及壓縮空氣儲能技術(shù)，具體為一種大埋深新型人造壓縮空氣儲能硐室及施工方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增加，傳統(tǒng)能源的資源逐漸枯竭，新能源技術(shù)的應(yīng)用和儲能技術(shù)的需求也愈加迫切。壓縮空氣儲能技術(shù)作為一種具有潛力的可再生能源儲存方式，已成為解決能源存儲和調(diào)度問題的重要方案之一。壓縮空氣儲能系統(tǒng)通過將多余的電力轉(zhuǎn)化為壓縮空氣進行儲存，再通過釋放這些壓縮空氣來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，從而平衡供需并提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。大埋深環(huán)境下的人造壓縮空氣儲能硐室，因其具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力和安全性，逐漸成為這一技術(shù)的重要應(yīng)用場景。

2、在現(xiàn)有的壓縮空氣儲能技術(shù)中，大埋深人造儲能硐室通常采用鋼筋混凝土或其他傳統(tǒng)材料進行建造。這些傳統(tǒng)材料在長時間高壓和極端環(huán)境下容易發(fā)生疲勞、變形或裂紋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，進而影響儲能效率和系統(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性。此外，傳統(tǒng)氣流控制系統(tǒng)在氣體充放過程中常存在能量損失，不能根據(jù)氣體流動狀態(tài)進行實時優(yōu)化調(diào)節(jié)，導(dǎo)致儲能效率較低。盡管現(xiàn)有技術(shù)已有一定的進展，但這些問題仍未得到有效解決，亟需在結(jié)構(gòu)設(shè)計和能源管理上進行創(chuàng)新。

3、現(xiàn)有技術(shù)的主要問題在于，傳統(tǒng)的儲能硐室結(jié)構(gòu)和氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)缺乏足夠的適應(yīng)性和智能化，尤其在大埋深、高壓環(huán)境下，傳統(tǒng)材料的抗壓性和耐久性有限，導(dǎo)致儲能系統(tǒng)的使用壽命和可靠性不足。同時，現(xiàn)有的氣流系統(tǒng)和溫控技術(shù)也未能有效減少氣體儲存過程中能量的損失。因此，如何解決在極端環(huán)境條件下儲能系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和高效運行問題，成為當(dāng)前技術(shù)中的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種大埋深新型人造壓縮空氣儲能硐室及施工方法，解決了傳統(tǒng)的儲能硐室結(jié)構(gòu)和氣流調(diào)節(jié)系統(tǒng)缺乏足夠的適應(yīng)性和智能化，尤其在大埋深、高壓環(huán)境下，傳統(tǒng)材料的抗壓性和耐久性有限的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種大埋深新型人造壓縮空氣儲能硐室，包括:

3、儲能空間，所述儲能空間由高強度復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)性納米材料構(gòu)成，所述納米材料增強了儲能空間的抗壓強度和耐久性，適用于大埋深環(huán)境中的長期高壓條件；

4、至少一個進氣口和至少一個排氣口，所述進氣口和排氣口通過三維智能氣流優(yōu)化系統(tǒng)與外部系統(tǒng)連接，所述智能氣流優(yōu)化系統(tǒng)能夠根據(jù)氣體流動實時調(diào)整氣流方向和流速，以降低能量損失并提高充放氣效率；

5、所述儲能空間的內(nèi)壁涂覆有熱隔離涂層，所述涂層由熱導(dǎo)率極低的復(fù)合材料制成，能夠有效減少儲能過程中氣體的溫度波動，增強系統(tǒng)的能量效率；

6、所述儲能空間配置有嵌入式智能氣體調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置集成了壓力、溫度、濕度傳感器，能夠根據(jù)儲能空間內(nèi)氣體的實時狀態(tài)自動調(diào)節(jié)氣體的壓力和溫度，優(yōu)化儲能過程；

7、所述儲能空間的底部配置有防水和抗震底板，所述底板由碳纖維增強復(fù)合材料和防水膜組成，能夠有效應(yīng)對地下水侵蝕和地震造成的潛在風(fēng)險。

8、一種大埋深新型人造壓縮空氣儲能硐室施工方法，所述施工方法包括以下步驟：

9、步驟一：使用高精度三維地質(zhì)雷達系統(tǒng)對施工區(qū)域進行深度地質(zhì)勘察，并結(jié)合實時數(shù)據(jù)設(shè)計儲能空間的結(jié)構(gòu)和材料選型；

10、步驟二：基于地質(zhì)勘察結(jié)果，選擇復(fù)合材料和納米材料進行加固，特別是在儲能空間的外壁和地基部分，使用高強度鋼筋和納米增強復(fù)合材料以提高整體抗壓能力；

11、步驟三：采用連續(xù)開挖技術(shù)對施工區(qū)域進行開挖，同時進行動態(tài)加固處理，使用超高強度混凝土和碳纖維復(fù)合材料進行加固，避免施工過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定因素；

12、步驟四：安裝智能氣流優(yōu)化系統(tǒng)、氣體調(diào)節(jié)裝置及熱交換系統(tǒng)，并通過精確的計算流體動力學(xué)分析優(yōu)化氣流路徑，以確保氣體充放效率達到最優(yōu)；

13、步驟五：對儲能空間內(nèi)的所有設(shè)備進行自動化調(diào)試，確保智能調(diào)節(jié)裝置能夠根據(jù)氣體流速、溫度和壓力自動調(diào)整運行參數(shù)，確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行；

14、步驟六：進行儲能空間的全面驗收，使用高精度測試儀器驗證儲能空間的氣密性、抗震性、防水性以及溫控性能，確保其能夠承受大埋深環(huán)境中的長期使用。

15、優(yōu)選的，所述步驟一中的三維地質(zhì)雷達系統(tǒng)能夠?qū)崟r探測地下水位、巖層分布以及潛在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，以便在設(shè)計階段做出精確的加固方案。

16、優(yōu)選的，所述步驟三中的加固處理包括使用具有自愈合功能的納米材料，在儲能空間結(jié)構(gòu)受到外力作用時能夠自動修復(fù)微裂縫，保持結(jié)構(gòu)的完整性和長期穩(wěn)定性。

17、優(yōu)選的，所述步驟四中的智能氣流優(yōu)化系統(tǒng)使用基于人工智能的氣流計算模型，能夠?qū)崟r監(jiān)控氣體流動狀態(tài)，并根據(jù)外部溫濕度條件調(diào)整氣流路徑，以提高充放氣效率和節(jié)省能源。

18、優(yōu)選的，所述步驟五中的自動化調(diào)試過程通過智能控制系統(tǒng)實時監(jiān)控并調(diào)節(jié)氣體流速、壓力和溫度，避免人工調(diào)試的誤差，提高調(diào)試精度和系統(tǒng)可靠性。

19、優(yōu)選的，所述步驟六中的驗收測試使用氣體泄漏檢測儀、抗震模擬測試設(shè)備以及氣體溫度、壓力變化測試設(shè)備，確保儲能空間在極端環(huán)境條件下仍能高效運行。

20、優(yōu)選的，所述儲能空間內(nèi)的熱隔離涂層由具有優(yōu)異熱傳導(dǎo)性能的納米顆粒增強材料組成，該材料能夠在不增加儲能空間體積的情況下，減少能量損失。

21、優(yōu)選的，所述儲能空間的氣體調(diào)節(jié)裝置包括一個多功能的智能調(diào)節(jié)模塊，所述模塊能夠根據(jù)儲能空間內(nèi)的實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整氣體的流速、壓力和溫度，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至中央控制系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和管理。

22、優(yōu)選的，所述儲能空間的底部防水和抗震底板為可擴展設(shè)計，能夠根據(jù)不同埋深和地質(zhì)條件調(diào)整底板的厚度和增強材質(zhì)，以確保儲能空間的長期安全性和穩(wěn)定性。

23、本發(fā)明提供了一種大埋深新型人造壓縮空氣儲能硐室及施工方法。具備以下有益效果：

24、1、本發(fā)明通過采用了高強度復(fù)合材料和納米增強材料構(gòu)建儲能空間的結(jié)構(gòu)，這些材料能夠顯著增強儲能空間的抗壓強度和耐久性，使其能夠適應(yīng)大埋深環(huán)境下長期承受高壓，避免了傳統(tǒng)儲能硐室材料在長時間高壓下可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)衰退和變形問題，從而提高了儲能系統(tǒng)的使用壽命和可靠性。

25、2、本發(fā)明通過引入三維智能氣流優(yōu)化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控氣體流動并根據(jù)氣體的流速、壓力等實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整氣流路徑，從而減少了傳統(tǒng)氣流系統(tǒng)中的能量損失，提高了壓縮空氣的充放效率。氣流優(yōu)化技術(shù)能夠確保氣體充放過程中流速和壓力達到最優(yōu)狀態(tài)，大大提升了儲能效率和經(jīng)濟性。

26、3、本發(fā)明通過在儲能空間內(nèi)壁涂覆熱隔離涂層，本發(fā)明有效減少了氣體儲存過程中由于溫度變化所帶來的能量損失。熱隔離涂層的低熱導(dǎo)率材料不僅能夠防止熱量外泄，還能保持儲能空間內(nèi)氣體溫度的穩(wěn)定，進一步提高了儲能系統(tǒng)的整體能效。

27、4、本發(fā)明智能氣體調(diào)節(jié)裝置集成了多種傳感器，能夠自動監(jiān)控儲能空間內(nèi)的氣體壓力、溫度和濕度等參數(shù)，并根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)氣體的狀態(tài)。智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的引入避免了傳統(tǒng)人工調(diào)節(jié)中的誤差，提高了系統(tǒng)運行的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性，確保儲能過程的高效和可靠。

28、5、本發(fā)明通過設(shè)計防水和抗震底板，并采用碳纖維增強復(fù)合材料，有效提高了儲能硐室的抗震和防水能力。儲能空間能夠在地震等極端環(huán)境下保持穩(wěn)定，防止水浸等自然災(zāi)害對系統(tǒng)造成的損害，保障儲能系統(tǒng)的長期可靠性和安全性。