संपीड़ित हवा ऊर्जा भंडारण: Difference between revisions

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[[File:Bouteille air démarrage.JPG|thumb|पेरिस मेट्रो में डीजल जनरेटर सेट शुरू करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक दबाव वाला एयर टैंक]][[संपीड़ित हवा]] [[ऊर्जा भंडारण]] (सीएईएस) संपीड़ित हवा का उपयोग करके बाद में उपयोग के लिए ऊर्जा भंडारण का एक तरीका है। [[सार्वजनिक उपयोगिता]] पैमाने पर, कम मांग की अवधि के दौरान उत्पन्न ऊर्जा को [[पीक लोड]] अवधि के दौरान जारी किया जा सकता है।<ref name="NYT-2010.07.28">Wild, Matthew, L. [https://www.nytimes.com/2010/07/28/business/energy-environment/28storage.html Wind Drives Growing Use of Batteries], ''[[The New York Times]]'', July 28, 2010, p. B1.</ref>
[[File:Bouteille air démarrage.JPG|thumb|पेरिस मेट्रो में डीजल जनरेटर सेट प्रारंभ करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक दबाव वाला एयर टैंक]]'''[[संपीड़ित हवा]] [[ऊर्जा भंडारण]]''' (सीएईएस) संपीड़ित हवा का उपयोग करके बाद में उपयोग के लिए ऊर्जा भंडारण की विधि है। [[सार्वजनिक उपयोगिता]] पैमाने पर, कम मांग की अवधि के समय उत्पन्न ऊर्जा को [[पीक लोड]] अवधि के समय जारी किया जा सकता है।<ref name="NYT-2010.07.28">Wild, Matthew, L. [https://www.nytimes.com/2010/07/28/business/energy-environment/28storage.html Wind Drives Growing Use of Batteries], ''[[The New York Times]]'', July 28, 2010, p. B1.</ref>
पहली यूटिलिटी-स्केल सीएईएस परियोजना हंटॉर्फ, जर्मनी में बनाई गई है और अभी भी चालू है।<ref>Crotogino, Fritz, Klaus-Uwe Mohmeyer, and Roland Scharf. "Huntorf CAES: More than 20 years of successful operation." ''SMRI Spring meeting''. Vol. 2001. 2001.</ref> हंटॉर्फ संयंत्र को शुरू में जीवाश्म ईंधन पावर स्टेशन के लिए लोड बैलेंसर के रूप में विकसित किया गया था।<ref>{{Cite journal|last1=Lund|first1=Henrik|last2=Salgi|first2=Georges|date=2009-05-01|title=The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890409000429|journal=Energy Conversion and Management|language=en|volume=50|issue=5|pages=1172–1179|doi=10.1016/j.enconman.2009.01.032|issn=0196-8904}}</ref> [[फोटोवोल्टिक]] और [[पवन ऊर्जा]] जैसे अत्यधिक आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों में मदद करने के लिए बिजली की मांग में उतार-चढ़ाव को पूरा करना।<ref name="The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems.">Lund, Henrik. The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems. Energy Conversion and Management.</ref>
पहली यूटिलिटी-स्केल सीएईएस परियोजना हंटॉर्फ, जर्मनी में बनाई गई है और अभी भी चालू है।<ref>Crotogino, Fritz, Klaus-Uwe Mohmeyer, and Roland Scharf. "Huntorf CAES: More than 20 years of successful operation." ''SMRI Spring meeting''. Vol. 2001. 2001.</ref> हंटॉर्फ संयंत्र को प्रारंभ में जीवाश्म ईंधन पावर स्टेशन के लिए लोड बैलेंसर के रूप में विकसित किया गया था।<ref>{{Cite journal|last1=Lund|first1=Henrik|last2=Salgi|first2=Georges|date=2009-05-01|title=The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890409000429|journal=Energy Conversion and Management|language=en|volume=50|issue=5|pages=1172–1179|doi=10.1016/j.enconman.2009.01.032|issn=0196-8904}}</ref> [[फोटोवोल्टिक]] और [[पवन ऊर्जा]] जैसे अत्यधिक आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों में सहायता करने के लिए बिजली की मांग में उतार-चढ़ाव को पूरा करना।<ref name="The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems.">Lund, Henrik. The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems. Energy Conversion and Management.</ref>
बड़े पैमाने पर डिजाइन में एक सतत चुनौती तापीय ऊर्जा का प्रबंधन है क्योंकि हवा के संपीड़न से अवांछित जूल-थॉम्पसन प्रभाव होता है जो न केवल परिचालन क्षमता को कम करता है बल्कि नुकसान भी पहुंचा सकता है। विभिन्न आर्किटेक्चर के बीच मुख्य अंतर थर्मल इंजीनियरिंग में है। दूसरी ओर, [[आग रहित लोकोमोटिव]] के प्रणोदन के रूप में लघु-स्तरीय प्रणालियों का लंबे समय से उपयोग किया जाता रहा है। पारंपरिक बैटरियों की तुलना में, सिस्टम लंबे समय तक ऊर्जा को स्टोर कर सकते हैं और कम रखरखाव करते हैं।
 
बड़े पैमाने पर डिजाइन में सतत चुनौती तापीय ऊर्जा का प्रबंधन है क्योंकि हवा के संपीड़न से अवांछित जूल-थॉम्पसन प्रभाव होता है जो न केवल परिचालन क्षमता को कम करता है बल्कि हानि भी पहुंचा सकता है। विभिन्न आर्किटेक्चर के बीच मुख्य अंतर थर्मल इंजीनियरिंग में है। दूसरी ओर, [[आग रहित लोकोमोटिव]] के प्रणोदन के रूप में लघु-स्तरीय प्रणालियों का लंबे समय से उपयोग किया जाता रहा है। पारंपरिक बैटरियों की तुलना में, सिस्टम लंबे समय तक ऊर्जा को स्टोर कर सकते हैं और कम रखरखाव करते हैं।


== प्रकार ==
== प्रकार ==
वायु के संपीडन से ऊष्मा उत्पन्न होती है; संपीड़न के बाद हवा गर्म होती है। विस्तार गर्मी को दूर करता है। यदि कोई अतिरिक्त गर्मी नहीं जोड़ी जाती है, तो विस्तार के बाद हवा बहुत ठंडी हो जाएगी। यदि संपीड़न के दौरान उत्पन्न गर्मी को संग्रहीत किया जा सकता है और विस्तार के दौरान उपयोग किया जा सकता है, तो भंडारण की दक्षता में काफी सुधार होता है।<ref name="NYTimes-2012.10.01">Gies, Erica. [https://www.nytimes.com/2012/10/02/business/energy-environment/a-storage-solution-is-in-the-air.html?pagewanted=all Global Clean Energy: A Storage Solution Is in the Air], ''[[International Herald Tribune]]'', October 1, 2012. Retrieved from NYTimes.com website, March 19, 2013.</ref> ऐसे कई तरीके हैं जिनमें एक सीएईएस प्रणाली गर्मी से निपट सकती है। वायु भंडारण [[स्थिरोष्म]], डायबैटिक, इज़ोटेर्मल या निकट-इज़ोटेर्मल हो सकता है।
वायु के संपीडन से ऊष्मा उत्पन्न होती है; संपीड़न के बाद हवा गर्म होती है। विस्तार गर्मी को दूर करता है। यदि कोई अतिरिक्त गर्मी नहीं जोड़ी जाती है, तो विस्तार के बाद हवा बहुत ठंडी हो जाएगी। यदि संपीड़न के समय उत्पन्न गर्मी को संग्रहीत किया जा सकता है और विस्तार के समय उपयोग किया जा सकता है, तो भंडारण की दक्षता में काफी सुधार होता है।<ref name="NYTimes-2012.10.01">Gies, Erica. [https://www.nytimes.com/2012/10/02/business/energy-environment/a-storage-solution-is-in-the-air.html?pagewanted=all Global Clean Energy: A Storage Solution Is in the Air], ''[[International Herald Tribune]]'', October 1, 2012. Retrieved from NYTimes.com website, March 19, 2013.</ref> ऐसे कई विधिया हैं जिनमें सीएईएस प्रणाली गर्मी से निपट सकती है। वायु भंडारण [[स्थिरोष्म]], डायबैटिक, इज़ोटेर्मल या निकट-इज़ोटेर्मल हो सकता है।


=== रुद्धोष्म ===
=== रुद्धोष्म ===
एडियाबेटिक स्टोरेज संपीड़न द्वारा उत्पादित ऊर्जा को संग्रहीत करना जारी रखता है और इसे हवा में लौटाता है क्योंकि यह शक्ति उत्पन्न करने के लिए विस्तारित होता है। यह एक चालू अध्ययन का विषय है, जिसमें 2015 तक उपयोगिता-स्तर के संयंत्र नहीं हैं। रुद्धोष्म भंडारण की सैद्धांतिक [[ऊर्जा रूपांतरण दक्षता]] पूर्ण इन्सुलेशन के साथ 100% तक पहुंचती है, लेकिन व्यवहार में, राउंड ट्रिप दक्षता 70% होने की उम्मीद है।<ref name="BINE1">{{cite web| title = German AACAES project information| url = http://www.bine.info/fileadmin/content/Publikationen/Englische_Infos/projekt_0507_engl_internetx.pdf | access-date = February 22, 2008}}</ref> गर्मी को कंक्रीट या पत्थर जैसे ठोस में, या गर्म तेल (300 °C तक) या पिघले हुए नमक के घोल (600 °C) जैसे द्रव में संग्रहित किया जा सकता है। गर्म पानी में गर्मी का भंडारण<!-- 100&nbsp;°C ? --> लगभग 65% दक्षता प्राप्त कर सकता है।<ref name="es2022jan20">{{cite web |last1=Colthorpe |first1=Andy |title=Why Goldman Sachs thinks advanced compressed air is worthy of US$250m investment |url=https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |website=Energy Storage News |archive-url= https://web.archive.org/web/20220403123901/https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |archive-date=3 April 2022 |date=20 January 2022 |url-status=live}}</ref>
एडियाबेटिक स्टोरेज संपीड़न द्वारा उत्पादित ऊर्जा को संग्रहीत करना जारी रखता है और इसे हवा में भेजता है क्योंकि यह शक्ति उत्पन्न करने के लिए विस्तारित होता है। यह चालू अध्ययन का विषय है, जिसमें 2015 तक उपयोगिता-स्तर के संयंत्र नहीं हैं। रुद्धोष्म भंडारण की सैद्धांतिक [[ऊर्जा रूपांतरण दक्षता]] पूर्ण इन्सुलेशन के साथ 100% तक पहुंचती है, लेकिन व्यवहार में, राउंड ट्रिप दक्षता 70% होने की उम्मीद है।<ref name="BINE1">{{cite web| title = German AACAES project information| url = http://www.bine.info/fileadmin/content/Publikationen/Englische_Infos/projekt_0507_engl_internetx.pdf | access-date = February 22, 2008}}</ref> गर्मी को कंक्रीट या पत्थर जैसे ठोस में, या गर्म तेल (300 °सेल्सीयस तक) या पिघले हुए नमक के घोल (600 °सेल्सीयस) जैसे द्रव में संग्रहित किया जा सकता है। गर्म पानी में गर्मी का भंडारण लगभग 65% दक्षता प्राप्त कर सकता है।<ref name="es2022jan20">{{cite web |last1=Colthorpe |first1=Andy |title=Why Goldman Sachs thinks advanced compressed air is worthy of US$250m investment |url=https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |website=Energy Storage News |archive-url= https://web.archive.org/web/20220403123901/https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |archive-date=3 April 2022 |date=20 January 2022 |url-status=live}}</ref>
पैक्ड बेड को A-* सिस्टम के लिए थर्मल स्टोरेज यूनिट के रूप में प्रस्तावित किया गया है। एक खोज <ref>Barbour, Edward. Adiabatic Compressed Air Storage with packed bed thermal energy storage. Applied Energy</ref> [[भरा हुआ बिस्तर]] थर्मल एनर्जी स्टोरेज का उपयोग करके संख्यात्मक रूप से एक रुद्धोष्म संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण प्रणाली का अनुकरण किया। निरंतर संचालन के तहत सिम्युलेटेड सिस्टम की दक्षता की गणना 70.5% और 71% के बीच की गई थी।
 
पैक्ड बेड को A-* सिस्टम के लिए थर्मल स्टोरेज यूनिट के रूप में प्रस्तावित किया गया है। एक खोज <ref>Barbour, Edward. Adiabatic Compressed Air Storage with packed bed thermal energy storage. Applied Energy</ref> [[भरा हुआ बिस्तर]] थर्मल एनर्जी स्टोरेज का उपयोग करके संख्यात्मक रूप से रुद्धोष्म संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण प्रणाली का अनुकरण किया। निरंतर संचालन के द्वारा सिम्युलेटेड सिस्टम की दक्षता की गणना 70.5% और 71% के बीच की गई थी।


=== डायबिटिक ===
=== डायबिटिक ===
डायबिटिक स्टोरेज [[intercooler]] (इस प्रकार इज़ोटेर्मल कम्प्रेशन के पास) के साथ संपीड़न की गर्मी को कचरे के रूप में वातावरण में फैला देता है, अनिवार्य रूप से संपीड़न के काम को करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को बर्बाद कर देता है। भंडारण से हटाने पर, इस संपीड़ित हवा का तापमान इस हवा में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा का एक संकेतक है। नतीजतन, यदि ऊर्जा वसूली प्रक्रिया के लिए हवा का तापमान बहुत कम है, तो [[विद्युत जनरेटर]] को बिजली देने के लिए [[टर्बाइन]] में विस्तार से पहले हवा को काफी हद तक फिर से गरम किया जाना चाहिए। [[उपयोगिता]]-श्रेणी के भंडारण के लिए या गर्म धातु द्रव्यमान के साथ प्राकृतिक गैस से चलने वाले बर्नर के साथ यह पुन: ताप पूरा किया जा सकता है। जब नवीकरणीय स्रोत शांत होते हैं, तो पुनर्प्राप्ति की सबसे अधिक आवश्यकता होती है, व्यर्थ गर्मी के लिए ईंधन को जलाया जाना चाहिए। यह भंडारण-पुनर्प्राप्ति चक्र की दक्षता को कम करता है। जबकि यह दृष्टिकोण अपेक्षाकृत सरल है, ईंधन के जलने से पुनर्प्राप्त विद्युत ऊर्जा की लागत बढ़ जाती है और अधिकांश नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से जुड़े पारिस्थितिक लाभों से समझौता होता है। फिर भी, यह अब तक एकमात्र ऐसी प्रणाली है जिसे व्यावसायिक रूप से लागू किया गया है।
डायबिटिक स्टोरेज [[intercooler|इंटर कूलर]] इस प्रकार इज़ोटेर्मल कम्प्रेशन के पास के साथ संपीड़न की गर्मी को कचरे के रूप में वातावरण में फैला देता है, अनिवार्य रूप से संपीड़न के काम को करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को बर्बाद कर देता है। भंडारण से हटाने पर, इस संपीड़ित हवा का तापमान इस हवा में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा का संकेतक है। परिणामस्वरूप, यदि ऊर्जा वसूली प्रक्रिया के लिए हवा का तापमान बहुत कम है, तो [[विद्युत जनरेटर]] को बिजली देने के लिए [[टर्बाइन]] में विस्तार से पहले हवा को काफी हद तक फिर से गरम किया जाना चाहिए। [[उपयोगिता]]-श्रेणी के भंडारण के लिए या गर्म धातु द्रव्यमान के साथ प्राकृतिक गैस से चलने वाले बर्नर के साथ यह पुन: ताप पूरा किया जा सकता है। जब नवीकरणीय स्रोत शांत होते हैं, तो पुनर्प्राप्ति की सबसे अधिक आवश्यकता होती है, व्यर्थ गर्मी के लिए ईंधन को जलाया जाना चाहिए। यह भंडारण-पुनर्प्राप्ति चक्र की दक्षता को कम करता है। जबकि यह दृष्टिकोण अपेक्षाकृत सरल है, ईंधन के जलने से पुनर्प्राप्त विद्युत ऊर्जा की लागत बढ़ जाती है और अधिकांश नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से जुड़े पारिस्थितिक लाभों से समझौता होता है। फिर भी, यह अब तक एकमात्र ऐसी प्रणाली है जिसे व्यावसायिक रूप से लागू किया गया है।


McIntosh, अलबामा CAES संयंत्र को 2.5 MJ बिजली और 1.2 MJ कम ताप मान (LHV) गैस की आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा उत्पादन के प्रत्येक MJ के लिए लगभग 27% की ऊर्जा पुनर्प्राप्ति दक्षता के अनुरूप है।<ref>{{cite web |url=http://my.epri.com/portal/server.pt?Abstract_id=TR-101751-V2 |title=EPRI &#124; Product Abstract |publisher=My.epri.com |access-date=2014-05-11 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20121016102947/http://my.epri.com/portal/server.pt?Abstract_id=TR-101751-V2 |archive-date=October 16, 2012 |df=mdy-all }}</ref> एक सामान्य इलेक्ट्रिक 7FA 2x1 [[संयुक्त चक्र]] संयंत्र, संचालन में सबसे कुशल प्राकृतिक गैस संयंत्रों में से एक, उत्पन्न प्रति MJ 1.85 MJ (LHV) गैस का उपयोग करता है,<ref>{{cite web|url=http://www.westgov.org/wieb/electric/Transmission%20Protocol/SSG-WI/pnw_5pp_02.pdf |title=Archived copy |access-date=2008-01-04 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080411124518/http://www.westgov.org/wieb/electric/Transmission%20Protocol/SSG-WI/pnw_5pp_02.pdf |archive-date=April 11, 2008 |df=mdy }}</ref> 54% थर्मल दक्षता।
मैकिंटोश,अलबामा सीएईएस संयंत्र को 2.5 एमजे बिजली और 1.2 एमजे कम ताप मान (एलएचवी) गैस की आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा उत्पादन के प्रत्येक एमजे के लिए लगभग 27% की ऊर्जा पुनर्प्राप्ति दक्षता के अनुरूप है।<ref>{{cite web |url=http://my.epri.com/portal/server.pt?Abstract_id=TR-101751-V2 |title=EPRI &#124; Product Abstract |publisher=My.epri.com |access-date=2014-05-11 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20121016102947/http://my.epri.com/portal/server.pt?Abstract_id=TR-101751-V2 |archive-date=October 16, 2012 |df=mdy-all }}</ref> एक सामान्य इलेक्ट्रिक 7एफए 2x1 [[संयुक्त चक्र]] संयंत्र, संचालन में सबसे कुशल प्राकृतिक गैस संयंत्रों में से एक, उत्पन्न प्रति एमजे 1.85 एमजे (एलएचवी) गैस का उपयोग करता है,<ref>{{cite web|url=http://www.westgov.org/wieb/electric/Transmission%20Protocol/SSG-WI/pnw_5pp_02.pdf |title=Archived copy |access-date=2008-01-04 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080411124518/http://www.westgov.org/wieb/electric/Transmission%20Protocol/SSG-WI/pnw_5pp_02.pdf |archive-date=April 11, 2008 |df=mdy }}</ref> 54% थर्मल दक्षता होती है।


=== समतापी ===
=== समतापी ===
इज़ोटेर्मल संपीड़न और विस्तार दृष्टिकोण पर्यावरण के लिए निरंतर ताप विनिमय द्वारा ऑपरेटिंग तापमान को बनाए रखने का प्रयास करते हैं। एक प्रत्यागामी संपीडक में, यह एक महीन पिस्टन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है <ref>{{Cite journal|last1=Heidari|first1=Mahbod |last2=Mortazavi|first2=Mehdi |last3=Rufer|first3=Alfred |date=2017-12-01|title=Design, modeling and experimental validation of a novel finned reciprocating compressor for Isothermal Compressed Air Energy Storage applications|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217315529 |journal=Energy|language=en |volume=140|pages=1252–1266 |doi=10.1016/j.energy.2017.09.031 |issn=0360-5442}}</ref> और कम चक्र गति।<ref>{{Cite journal|last1=Mohammadi-Amin|first1=Meysam |last2=Jahangiri|first2=Ali Reza|last3=Bustanchy|first3=Mohsen |date=2020|title=Thermodynamic modeling, CFD analysis and parametric study of a near-isothermal reciprocating compressor|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S245190492030144X |journal=Thermal Science and Engineering Progress|language=en |volume=19|pages=100624|doi=10.1016/j.tsep.2020.100624|s2cid=225574178 }}</ref> प्रभावी ताप विनिमायकों में वर्तमान चुनौतियों का अर्थ है कि वे केवल निम्न शक्ति स्तरों के लिए ही व्यावहारिक हैं। समतापीय ऊर्जा भंडारण की सैद्धांतिक दक्षता पर्यावरण के लिए सही गर्मी हस्तांतरण के लिए 100% तक पहुंचती है। व्यवहार में, इनमें से कोई भी सही उष्मागतिक चक्र प्राप्त करने योग्य नहीं है, क्योंकि कुछ गर्मी के नुकसान अपरिहार्य हैं, जिससे लगभग समतापीय प्रक्रिया होती है।
इज़ोटेर्मल संपीड़न और विस्तार दृष्टिकोण पर्यावरण के लिए निरंतर ताप विनिमय द्वारा ऑपरेटिंग तापमान को बनाए रखने का प्रयास करते हैं। प्रत्यागामी संपीडक में, यह महीन पिस्टन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है <ref>{{Cite journal|last1=Heidari|first1=Mahbod |last2=Mortazavi|first2=Mehdi |last3=Rufer|first3=Alfred |date=2017-12-01|title=Design, modeling and experimental validation of a novel finned reciprocating compressor for Isothermal Compressed Air Energy Storage applications|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217315529 |journal=Energy|language=en |volume=140|pages=1252–1266 |doi=10.1016/j.energy.2017.09.031 |issn=0360-5442}}</ref> और कम चक्र गति।<ref>{{Cite journal|last1=Mohammadi-Amin|first1=Meysam |last2=Jahangiri|first2=Ali Reza|last3=Bustanchy|first3=Mohsen |date=2020|title=Thermodynamic modeling, CFD analysis and parametric study of a near-isothermal reciprocating compressor|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S245190492030144X |journal=Thermal Science and Engineering Progress|language=en |volume=19|pages=100624|doi=10.1016/j.tsep.2020.100624|s2cid=225574178 }}</ref> प्रभावी ताप विनिमायकों में वर्तमान चुनौतियों का अर्थ है कि वे केवल निम्न शक्ति स्तरों के लिए ही व्यावहारिक हैं। समतापीय ऊर्जा भंडारण की सैद्धांतिक दक्षता पर्यावरण के लिए सही गर्मी हस्तांतरण के लिए 100% तक पहुंचती है। व्यवहार में, इनमें से कोई भी सही उष्मागतिक चक्र प्राप्त करने योग्य नहीं है, क्योंकि कुछ गर्मी के हानि अपरिहार्य हैं, जिससे लगभग समतापीय प्रक्रिया होती है।


=== निकट-इज़ोटेर्मल ===
=== निकट-इज़ोटेर्मल ===
नियर-इज़ोटेर्मल कम्प्रेशन (और विस्तार) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक गैस को एक बड़े असंपीड्य थर्मल द्रव्यमान जैसे गर्मी अवशोषित करने और रिलीज करने वाली संरचना (HARS) या पानी के स्प्रे के बहुत करीब से संपीड़ित किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Guanwei|first1=Jia |last2=Weiqing|first2=Xu |last3=Maolin|first3=Cai |last4=Yan|first4=Shi |date=2018-09-01|title=Micron-sized water spray-cooled quasi-isothermal compression for compressed air energy storage|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177718304862 |journal=Experimental Thermal and Fluid Science|language=en |volume=96|pages=470–481 |doi=10.1016/j.expthermflusci.2018.03.032|s2cid=126094265 |issn=0894-1777}}</ref> एक HARS आमतौर पर समानांतर पंखों की एक श्रृंखला से बना होता है। जैसे ही गैस संकुचित होती है, संपीड़न की ऊष्मा तेजी से तापीय द्रव्यमान में स्थानांतरित हो जाती है, इसलिए गैस का तापमान स्थिर हो जाता है। थर्मल द्रव्यमान के तापमान को बनाए रखने के लिए बाहरी शीतलन सर्किट का उपयोग किया जाता है।
नियर-इज़ोटेर्मल कम्प्रेशन (और विस्तार) ऐसी प्रक्रिया है जिसमें गैस को बड़े असंपीड्य थर्मल द्रव्यमान जैसे गर्मी अवशोषित करने और रिलीज करने वाली संरचना (हार्स) या पानी के स्प्रे के बहुत निकट से संपीड़ित किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Guanwei|first1=Jia |last2=Weiqing|first2=Xu |last3=Maolin|first3=Cai |last4=Yan|first4=Shi |date=2018-09-01|title=Micron-sized water spray-cooled quasi-isothermal compression for compressed air energy storage|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177718304862 |journal=Experimental Thermal and Fluid Science|language=en |volume=96|pages=470–481 |doi=10.1016/j.expthermflusci.2018.03.032|s2cid=126094265 |issn=0894-1777}}</ref> हार्स सामान्यतः समानांतर पंखों की श्रृंखला से बना होता है। जैसे ही गैस संकुचित होती है, संपीड़न की ऊष्मा तेजी से तापीय द्रव्यमान में स्थानांतरित हो जाती है, इसलिए गैस का तापमान स्थिर हो जाता है। थर्मल द्रव्यमान के तापमान को बनाए रखने के लिए बाहरी शीतलन सर्किट का उपयोग किया जाता है।
इज़ोटेर्मल दक्षता (जेड)<ref>{{cite web |url=http://www.fluidmechanics.co.uk/wp-content/uploads/2015/07/Calculating-Isothermal-Efficiency-V1.2.pdf |title=Calculating Isothermal Efficiency |date=2015 |website=www.fluidmechanics.co.uk}}</ref> एडियाबेटिक और इज़ोटेर्माल प्रक्रिया के बीच की प्रक्रिया कहाँ स्थित है, इसका एक उपाय है। यदि दक्षता 0% है, तो यह पूरी तरह से रूद्धोष्म है; 100% की दक्षता के साथ, यह पूरी तरह से इज़ोटेर्मल है। आमतौर पर निकट-इज़ोटेर्मल प्रक्रिया के साथ, 90-95% की एक इज़ोटेर्मल दक्षता की उम्मीद की जा सकती है।
 
इज़ोटेर्मल दक्षता (जेड)<ref>{{cite web |url=http://www.fluidmechanics.co.uk/wp-content/uploads/2015/07/Calculating-Isothermal-Efficiency-V1.2.pdf |title=Calculating Isothermal Efficiency |date=2015 |website=www.fluidmechanics.co.uk}}</ref> एडियाबेटिक और इज़ोटेर्माल प्रक्रिया के बीच की प्रक्रिया कहाँ स्थित है, इसका एक उपाय है। यदि दक्षता 0% है, तो यह पूरी तरह से रूद्धोष्म है; 100% की दक्षता के साथ, यह पूरी तरह से इज़ोटेर्मल है। सामान्यतः निकट-इज़ोटेर्मल प्रक्रिया के साथ, 90-95% की एक इज़ोटेर्मल दक्षता की उम्मीद की जा सकती है।


=== अन्य ===
=== अन्य ===
इज़ोटेर्मल सीएईएस का एक कार्यान्वयन श्रृंखला में उच्च, मध्यम और निम्न दबाव पिस्टन का उपयोग करता है। प्रत्येक चरण के बाद एक एयरब्लास्ट [[वेंटुरी पंप]] होता है जो प्रत्येक विस्तार चरण के बीच हवा से हवा (या हवा से समुद्री जल) हीट एक्सचेंजर पर परिवेशी वायु खींचता है। शुरुआती संपीड़ित हवा [[टारपीडो]] डिजाइनों ने एक समान दृष्टिकोण का इस्तेमाल किया, हवा के लिए समुद्री जल को प्रतिस्थापित किया। वेंचुरी पूर्ववर्ती चरण की [[निकास गैस]] को गर्म करता है और इस पहले से गरम हवा को अगले चरण में प्रवेश देता है। एच. के. पोर्टर, इंक. के खनन [[लोकोमोटिव]] जैसे विभिन्न संपीड़ित वायु वाहनों में इस दृष्टिकोण को व्यापक रूप से अपनाया गया था<ref>{{cite web  |author=Douglas Self  |author-link=Douglas Self  |url=http://www.douglas-self.com/MUSEUM/TRANSPORT/comprair/comprair.htm |title=Compressed-Air Propulsion |access-date=2014-05-11}}</ref> और ट्राम।<ref name="autogenerated1">{{cite web |url=http://www.aircaraccess.com/images/3stage%201.jpg |title=3-stage propulsion with intermediate heating |access-date=2014-05-11 |archive-url= https://web.archive.org/web/20151031053915/http://www.aircaraccess.com/images/3stage%201.jpg |archive-date=October 31, 2015 |url-status=dead }}</ref> यहाँ संपीडन की ऊष्मा प्रभावी रूप से वायुमंडल (या समुद्र) में संग्रहित होती है और बाद में वापस लौट आती है।{{citation needed|date=April 2021}}
इज़ोटेर्मल सीएईएस का कार्यान्वयन श्रृंखला में उच्च, मध्यम और निम्न दबाव पिस्टन का उपयोग करता है। प्रत्येक चरण के बाद एयरब्लास्ट [[वेंटुरी पंप]] होता है जो प्रत्येक विस्तार चरण के बीच हवा से हवा (या हवा से समुद्री जल) हीट एक्सचेंजर पर परिवेशी वायु खींचता है। प्रारंभिक  संपीड़ित हवा [[टारपीडो]] डिजाइनों ने समान दृष्टिकोण का उपयोग किया, हवा के लिए समुद्री जल को प्रतिस्थापित किया। वेंचुरी पूर्ववर्ती चरण की [[निकास गैस]] को गर्म करता है और इस पहले से गरम हवा को अगले चरण में प्रवेश देता है। एच. के. पोर्टर, इंक. के खनन [[लोकोमोटिव]] जैसे विभिन्न संपीड़ित वायु वाहनों में इस दृष्टिकोण को व्यापक रूप से अपनाया गया था<ref>{{cite web  |author=Douglas Self  |author-link=Douglas Self  |url=http://www.douglas-self.com/MUSEUM/TRANSPORT/comprair/comprair.htm |title=Compressed-Air Propulsion |access-date=2014-05-11}}</ref> और ट्राम में।<ref name="autogenerated1">{{cite web |url=http://www.aircaraccess.com/images/3stage%201.jpg |title=3-stage propulsion with intermediate heating |access-date=2014-05-11 |archive-url= https://web.archive.org/web/20151031053915/http://www.aircaraccess.com/images/3stage%201.jpg |archive-date=October 31, 2015 |url-status=dead }}</ref> यहाँ संपीडन की ऊष्मा प्रभावी रूप से वायुमंडल (या समुद्र) में संग्रहित होती है और बाद में वापस लौट आती है।{{citation needed|date=April 2021}}




== कम्प्रेसर और विस्तारक ==
== कम्प्रेसर और विस्तारक ==
बिजली से चलने वाले [[टर्बोचार्जर]] | टर्बो-कंप्रेसर्स और [[टर्बो विस्तारक]] के साथ विस्तार के साथ संपीड़न किया जा सकता है<ref name="DEP1">{{cite web|title=Distributed Energy Program: Compressed Air Energy Storage|url=http://www.eere.energy.gov/de/compressed_air.html |publisher=United States Department of Energy|access-date=August 27, 2006}}</ref> या बिजली पैदा करने के लिए बिजली के जनरेटर चलाने वाले [[वायु इंजन]]
बिजली से चलने वाले [[टर्बोचार्जर]] टर्बो-कंप्रेसर्स और [[टर्बो विस्तारक]] के साथ संपीड़न किया जा सकता है<ref name="DEP1">{{cite web|title=Distributed Energy Program: Compressed Air Energy Storage|url=http://www.eere.energy.gov/de/compressed_air.html |publisher=United States Department of Energy|access-date=August 27, 2006}}</ref> या बिजली पैदा करने के लिए बिजली के जनरेटर चलाने वाले [[वायु इंजन]] के साथ विस्तार किया जा सकता है।


== भंडारण ==
== भंडारण ==
भंडारण की थर्मोडायनामिक स्थितियों और उपयोग की जाने वाली तकनीक पर वायु भंडारण वाहिकाओं में भिन्नता है:
भंडारण की थर्मोडायनामिक स्थितियों और उपयोग की जाने वाली तकनीक पर वायु भंडारण वाहिकाओं में भिन्नता है:


# लगातार मात्रा में भंडारण (समाधान खनन गुफाओं, ऊपर के जहाजों, जलवाही स्तर, मोटर वाहन अनुप्रयोगों, आदि)
# लगातार मात्रा में भंडारण (समाधान खनन गुफाओं, ऊपर के जहाजों, जलवाही स्तर, मोटर वाहन अनुप्रयोगों,आदि)
# लगातार दबाव भंडारण (पानी के नीचे दबाव वाहिकाओं, संकर पंप हाइड्रो-संपीड़ित हवा भंडारण)
# लगातार दबाव भंडारण (पानी के नीचे दबाव वाहिकाओं, संकर पंप हाइड्रो-संपीड़ित हवा भंडारण)


=== निरंतर मात्रा भंडारण ===
=== निरंतर मात्रा भंडारण ===
यह भंडारण प्रणाली बड़ी मात्रा में हवा को संग्रहित करने के लिए विशिष्ट सीमाओं वाले कक्ष का उपयोग करती है। इसका अर्थ थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से है कि यह प्रणाली एक स्थिर-आयतन और चर-दबाव प्रणाली है। यह कंप्रेशर्स और टर्बाइनों के लिए कुछ परिचालन समस्याओं का कारण बनता है, इसलिए दबाव भिन्नताओं को एक निश्चित सीमा से नीचे रखना पड़ता है, जैसा कि भंडारण जहाजों पर प्रेरित तनाव होता है।<ref name=PRIN_WP>{{cite web |title=संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण: पवन ऊर्जा के लिए सिद्धांत, संसाधन और अनुप्रयोग|url=http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/texts/SuccarWilliams_PEI_CAES_2008April8.pdf |archive-url= https://wayback.archive-it.org/all/20120119134651/http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/texts/SuccarWilliams_PEI_CAES_2008April8.pdf |url-status=dead |archive-date=January 19, 2012 |access-date=June 6, 2015}}</रेफरी>
यह भंडारण प्रणाली बड़ी मात्रा में हवा को संग्रहित करने के लिए विशिष्ट सीमाओं वाले कक्ष का उपयोग करती है। इसका अर्थ थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से है कि यह प्रणाली स्थिर-आयतन और चर-दबाव प्रणाली है। यह कंप्रेशर्स और टर्बाइनों के लिए कुछ परिचालन समस्याओं का कारण बनता है, इसलिए दबाव भिन्नताओं को निश्चित सीमा से नीचे रखना पड़ता है, जैसा कि भंडारण जहाजों पर प्रेरित तनाव होता है।<ref name=PRIN_WP>{{cite web |title=संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण: पवन ऊर्जा के लिए सिद्धांत, संसाधन और अनुप्रयोग|url=http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/texts/SuccarWilliams_PEI_CAES_2008April8.pdf |archive-url= https://wayback.archive-it.org/all/20120119134651/http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/texts/SuccarWilliams_PEI_CAES_2008April8.pdf |url-status=dead |archive-date=January 19, 2012 |access-date=June 6, 2015}}</ref>


भंडारण पोत अक्सर एक प्राकृतिक गैस भंडारण होता है # [[समाधान खनन]] द्वारा निर्मित नमक गठन (नमक को निष्कर्षण के लिए पानी में भंग कर दिया जाता है)
भंडारण पोत अक्सर एक प्राकृतिक गैस भंडारण होता है # [[समाधान खनन]] द्वारा निर्मित नमक गठन (नमक को निष्कर्षण के लिए पानी में भंग कर दिया जाता है)
रेफरी> http://www.answers.com/topic/solution-mining?cat=technology; {{cite web |url=http://www.saltinstitute.org/12.html |title=नमक के लिए समाधान खनन|access-date=2007-10-26 |url-status=dead |archive-url= https://web.archive.org/web/20071017181924/http://saltinstitute.org/12.html |archive-date=October 17, 2007 |df=mdy-all }}</रेफरी> या एक परित्यक्त खदान का उपयोग करके; झरझरा और पारगम्य रॉक संरचनाओं का उपयोग (चट्टानें जिनमें आपस में छेद होते हैं, जिनके माध्यम से तरल या हवा गुजर सकती है), जैसे कि जिनमें प्राकृतिक गैस के भंडार पाए जाते हैं, का भी अध्ययन किया गया है। रेफरी नाम = PNNL413>{{cite web |title=संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण|url=http://caes.pnnl.gov/ |publisher=Pacific Northwest National Laboratory |access-date=May 20, 2013 |date=April 2013}}</रेफरी>
रेफरी> http://www.answers.com/topic/solution-mining?cat=technology; {{cite web |url=http://www.saltinstitute.org/12.html |title=नमक के लिए समाधान खनन|access-date=2007-10-26 |url-status=dead |archive-url= https://web.archive.org/web/20071017181924/http://saltinstitute.org/12.html |archive-date=October 17, 2007 |df=mdy-all }}</रेफरी> या एक परित्यक्त खदान का उपयोग करके; झरझरा और पारगम्य रॉक संरचनाओं का उपयोग (चट्टानें जिनमें आपस में छेद होते हैं, जिनके माध्यम से तरल या हवा गुजर सकती है), जैसे कि जिनमें प्राकृतिक गैस के भंडार पाए जाते हैं, का भी अध्ययन किया गया है। <ref name = PNNL413>{{cite web |title=संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण|url=http://caes.pnnl.gov/ |publisher=Pacific Northwest National Laboratory |access-date=May 20, 2013 |date=April 2013}}</ref>


कुछ मामलों में, जमीन के ऊपर पाइपलाइन का भंडारण प्रणाली के रूप में परीक्षण किया गया, जिससे कुछ अच्छे परिणाम मिले। जाहिर है, प्रणाली की लागत अधिक है, लेकिन इसे जहां कहीं भी डिजाइनर चुनता है, वहां रखा जा सकता है, जबकि एक भूमिगत प्रणाली को कुछ विशेष भूगर्भिक संरचनाओं (नमक के गुंबद, एक्वीफर, घटते गैस क्षेत्र, आदि) की आवश्यकता होती है।<ref name=PRIN_WP/>
कुछ मामलों में, जमीन के ऊपर पाइपलाइन का भंडारण प्रणाली के रूप में परीक्षण किया गया, जिससे कुछ अच्छे परिणाम मिले। जाहिर है, प्रणाली की लागत अधिक है, लेकिन इसे जहां कहीं भी डिजाइनर चुनता है, वहां रखा जा सकता है, जबकि एक भूमिगत प्रणाली को कुछ विशेष भूगर्भिक संरचनाओं (नमक के गुंबद, एक्वीफर, घटते गैस क्षेत्र, आदि) की आवश्यकता होती है।<ref name=PRIN_WP/>
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* टर्बोमशीनरी की दक्षता में सुधार, जो निरंतर-इनलेट परिस्थितियों में काम करेगा।
* टर्बोमशीनरी की दक्षता में सुधार, जो निरंतर-इनलेट परिस्थितियों में काम करेगा।
* सीएईएस संयंत्र (तटीय रेखाएं, फ्लोटिंग प्लेटफॉर्म इत्यादि) की स्थिति के लिए विभिन्न भौगोलिक स्थानों का उपयोग।<ref name=OCAES>{{cite web |title=Ocean Compressed Air Energy Storage (OCAES) Integrated with Offshore Renewable Energy Sources |date=May 17, 2013 |url=http://repository.lib.ncsu.edu/ir/bitstream/1840.16/8878/1/etd.pdf |access-date=June 6, 2015|last1=Dong |first1=Lim }}</ref>
* सीएईएस संयंत्र (तटीय रेखाएं, फ्लोटिंग प्लेटफॉर्म इत्यादि) की स्थिति के लिए विभिन्न भौगोलिक स्थानों का उपयोग।<ref name=OCAES>{{cite web |title=Ocean Compressed Air Energy Storage (OCAES) Integrated with Offshore Renewable Energy Sources |date=May 17, 2013 |url=http://repository.lib.ncsu.edu/ir/bitstream/1840.16/8878/1/etd.pdf |access-date=June 6, 2015|last1=Dong |first1=Lim }}</ref>
दूसरी ओर, इस भंडारण प्रणाली की लागत चयनित जल जलाशय (अक्सर समुद्र या महासागर) के तल पर भंडारण पोत की स्थिति की आवश्यकता के कारण और स्वयं पोत की लागत के कारण अधिक होती है।<ref name=OCAES />


एक अलग दृष्टिकोण में पानी के बजाय कई मीटर रेत के नीचे दबे एक बड़े बैग को दफनाना शामिल है।<ref>{{Cite news|date=25 September 2009|title=Dansk projekt vil lagre vindenergi under 25 m sand|work=Ingeniøren|url=https://ing.dk/artikel/dansk-projekt-vil-lagre-vindenergi-under-25-m-sand-102625}}</ref>
दूसरी ओर, इस भंडारण प्रणाली की लागत चयनित जल जलाशय (अधिकतर समुद्र या महासागर) के तल पर भंडारण पोत की स्थिति की आवश्यकता के कारण और स्वयं पोत की लागत के कारण अधिक होती है।<ref name="OCAES" />
प्लांट एक [[लोड प्रबंधन]] पर काम करते हैं | पीक-शेविंग दैनिक चक्र, रात में चार्ज करना और दिन के दौरान डिस्चार्ज करना। [[प्रशांत उत्तर पश्चिमी राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] द्वारा निकाली जा रही ऊर्जा की मात्रा को बढ़ाने के लिए प्राकृतिक गैस या भूतापीय ताप का उपयोग करके संपीड़ित हवा को गर्म करना।<ref name=PNNL413 />
 
अलग दृष्टिकोण में पानी के अतिरिक्त कई मीटर रेत के नीचे दबे बड़े बैग को दफनाना सम्मिलित है।<ref>{{Cite news|date=25 September 2009|title=Dansk projekt vil lagre vindenergi under 25 m sand|work=Ingeniøren|url=https://ing.dk/artikel/dansk-projekt-vil-lagre-vindenergi-under-25-m-sand-102625}}</ref>
 
प्लांट [[लोड प्रबंधन]] पर काम करते हैं | पीक-शेविंग दैनिक चक्र, रात में चार्ज करना और दिन के समय डिस्चार्ज करना। [[प्रशांत उत्तर पश्चिमी राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] द्वारा निकाली जा रही ऊर्जा की मात्रा को बढ़ाने के लिए प्राकृतिक गैस या भूतापीय ताप का उपयोग करके संपीड़ित हवा को गर्म करना।<ref name="PNNL413" />
 
संपीड़ित-वायु ऊर्जा भंडारण को छोटे पैमाने पर भी नियोजित किया जा सकता है, जैसे कि [[हवाई कार]] और हवा से चलने वाले [[लोकोमोटिव]] द्वारा शोषण किया जाता है, और उच्च-शक्ति (जैसे, [[कार्बन रेशा]]) एयर-स्टोरेज टैंक का उपयोग कर सकते हैं। संपीड़ित हवा में संग्रहीत ऊर्जा को बनाए रखने के लिए, इस टैंक को पर्यावरण से तापीय रूप से पृथक किया जाना चाहिए; अन्यथा, संग्रहीत ऊर्जा गर्मी के रूप में बाहर निकल जाएगी, क्योंकि हवा को संपीड़ित करने से उसका तापमान बढ़ जाता है।
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


संपीड़ित-वायु ऊर्जा भंडारण को छोटे पैमाने पर भी नियोजित किया जा सकता है, जैसे कि [[हवाई कार]]ों और हवा से चलने वाले [[लोकोमोटिव]] द्वारा शोषण किया जाता है, और उच्च-शक्ति (जैसे, [[कार्बन रेशा]]) एयर-स्टोरेज टैंक का उपयोग कर सकते हैं। संपीड़ित हवा में संग्रहीत ऊर्जा को बनाए रखने के लिए, इस टैंक को पर्यावरण से तापीय रूप से पृथक किया जाना चाहिए; अन्यथा, संग्रहीत ऊर्जा गर्मी के रूप में बाहर निकल जाएगी, क्योंकि हवा को संपीड़ित करने से उसका तापमान बढ़ जाता है।


== इतिहास ==
== इतिहास ==
पूरे शहर में संपीडित वायु ऊर्जा प्रणालियों का निर्माण 1870 से किया जा रहा है।<ref name=chambers>{{cite book| title = Chambers's Encyclopaedia: A Dictionary of Universal Knowledge| date = 1896| publisher=W. & R. Chambers, LTD| pages = [https://archive.org/details/bub_gb_4pwMAAAAYAAJ/page/n270 252]–253| url = https://archive.org/details/bub_gb_4pwMAAAAYAAJ| access-date = January 7, 2009}}
पूरे शहर में संपीडित वायु ऊर्जा प्रणालियों का निर्माण 1870 से किया जा रहा है।<ref name=chambers>{{cite book| title = Chambers's Encyclopaedia: A Dictionary of Universal Knowledge| date = 1896| publisher=W. & R. Chambers, LTD| pages = [https://archive.org/details/bub_gb_4pwMAAAAYAAJ/page/n270 252]–253| url = https://archive.org/details/bub_gb_4pwMAAAAYAAJ| access-date = January 7, 2009}}


</ref> पेरिस, फ्रांस जैसे शहर; बर्मिंघम, इंग्लैंड; ड्रेसडेन, जर्मनी, [[रिक्सडॉर्फ]] और ऑफेंबैक, जर्मनी और ब्यूनस आयर्स, अर्जेंटीना ने ऐसी प्रणालियां स्थापित कीं। विक्टर पी (opp ने अपनी सूचक भुजाओं को बदलने के लिए हर मिनट हवा की एक पल्स भेजकर घड़ियों को बिजली देने के लिए पहली प्रणाली का निर्माण किया। वे जल्दी से घरों और उद्योगों को बिजली देने के लिए विकसित हुए।<ref>''Technische Mislukkingen,'' by Lex Veldhoen & [[Jan van den Ende]], 1995/2013</ref> 1896 तक, पेरिस प्रणाली में हल्के और भारी उद्योग में मोटरों के लिए 50 किमी वायु पाइपों में 550 kPa पर 2.2 MW उत्पादन वितरित किया गया था। उपयोग घन मीटर द्वारा मापा गया था।<ref name=chambers/>सिस्टम उन दिनों घरों में वितरित ऊर्जा का मुख्य स्रोत थे और [[दंत चिकित्सा]], [[सीनेवाली स्री]], प्रिंटिंग सुविधाओं और [[बेकरी]] की मशीनों को भी संचालित करते थे।
</ref> पेरिस, फ्रांस जैसे शहर; बर्मिंघम, इंग्लैंड; ड्रेसडेन, जर्मनी, [[रिक्सडॉर्फ]] और ऑफेंबैक, जर्मनी और ब्यूनस आयर्स, अर्जेंटीना ने ऐसी प्रणालियां स्थापित कीं। विक्टर पी (ऑप ने अपनी सूचक भुजाओं को बदलने के लिए हर मिनट हवा की पल्स भेजकर घड़ियों को बिजली देने के लिए पहली प्रणाली का निर्माण किया। वे जल्दी से घरों और उद्योगों को बिजली देने के लिए विकसित हुए।<ref>''Technische Mislukkingen,'' by Lex Veldhoen & [[Jan van den Ende]], 1995/2013</ref> 1896 तक, पेरिस प्रणाली में हल्के और भारी उद्योग में मोटरों के लिए 50 किमी वायु पाइपों में 550 किलो पास्कल पर 2.2 मेगावाट उत्पादन वितरित किया गया था। उपयोग घन मीटर द्वारा मापा गया था।<ref name=chambers/>सिस्टम उन दिनों घरों में वितरित ऊर्जा का मुख्य स्रोत थे और [[दंत चिकित्सा]], [[सीनेवाली स्री]], प्रिंटिंग सुविधाओं और [[बेकरी]] की मशीनों को भी संचालित करते थे।
 
पहली यूटिलिटी-स्केल [[मधुमेह]] कंप्रेस्ड एयर एनर्जी स्टोरेज प्रोजेक्ट 290 मेगावाट का [[हंटोर्फ]] प्लांट था, जो 1978 में जर्मनी में 580 मेगावाट एच ऊर्जा, 42% दक्षता के साथ नमक के गुंबद का उपयोग करके खोला गया था।<ref name="IRENA2017">IRENA (2017). "[http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA_Electricity_Storage_Costs_2017.pdf Electricity Storage and Renewables: Costs and Markets to 2030]", page 55. ''[[International Renewable Energy Agency]]'', Abu Dhabi.</ref>
 
मैकिंटोश , अलबामा (1991) में 26 घंटे (2,860 मेगावाट एच ऊर्जा) की क्षमता वाला 110 मेगावाट का संयंत्र बनाया गया था। अलबामा सुविधा की $65 मिलियन लागत $590 प्रति किलोवाट  क्षमता और लगभग $23 प्रति किलोवाट -एच भंडारण क्षमता के बराबर है। यह 1100 पीएसआई तक हवा को स्टोर करने के लिए 19 मिलियन क्यूबिक फुट [[इन-सीटू लीच]] नमक गुफा का उपयोग करता है। चुकीं  संपीड़न चरण लगभग 82% कुशल है, विस्तार चरण में 54% दक्षता पर समान मात्रा में बिजली का उत्पादन करने वाली गैस टरबाइन की एक तिहाई दर से प्राकृतिक गैस के दहन की आवश्यकता होती है।<ref name="IRENA2017" /><ref>{{citation|url=http://www.dresser-rand.com/literature/general/85164-10-CAES.pdf |title=Compressed Air Storage (CAES)|publisher=Dresser-Rand Corporation|id=brochure form# 85230|date=2010|url-status=dead|archive-url= https://web.archive.org/web/20120907175639/http://www.dresser-rand.com/literature/general/85164-10-CAES.pdf |archive-date=September 7, 2012|df=mdy-all}}</ref><ref>{{citation|work=The New York Times|date=September 29, 1991|last=Wald|first=Matthew |title=Using Compressed Air To Store Up Electricity|url= https://www.nytimes.com/1991/09/29/business/technology-using-compressed-air-to-store-up-electricity.html?pagewanted=all&src=pm }}</ref><ref>{{citation|access-date=April 15, 2012|date=2010|publisher=PowerSouth Energy Cooperative|url=http://www.powersouth.com/mcintosh_power_plant/compressed_air_energy |title=CAES:McIntosh Power Plant|archive-url= https://web.archive.org/web/20111018130933/http://www.powersouth.com/mcintosh_power_plant/compressed_air_energy |archive-date=October 18, 2011|url-status=dead}}</ref>


पहली यूटिलिटी-स्केल [[मधुमेह]] कंप्रेस्ड एयर एनर्जी स्टोरेज प्रोजेक्ट 290 मेगावाट का [[हंटोर्फ]] प्लांट था, जो 1978 में जर्मनी में 580 MWh ऊर्जा, 42% दक्षता के साथ नमक के गुंबद का उपयोग करके खोला गया था।<ref name="IRENA2017">IRENA (2017). "[http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA_Electricity_Storage_Costs_2017.pdf Electricity Storage and Renewables: Costs and Markets to 2030]", page 55. ''[[International Renewable Energy Agency]]'', Abu Dhabi.</ref>
McIntosh, अलबामा (1991) में 26 घंटे (2,860 MWh ऊर्जा) की क्षमता वाला 110 मेगावाट का संयंत्र बनाया गया था। अलबामा सुविधा की $65 मिलियन लागत $590 प्रति kW क्षमता और लगभग $23 प्रति kW-hr भंडारण क्षमता के बराबर है। यह 1100 पीएसआई तक हवा को स्टोर करने के लिए 19 मिलियन क्यूबिक फुट [[इन-सीटू लीच]] नमक गुफा का उपयोग करता है। हालांकि संपीड़न चरण लगभग 82% कुशल है, विस्तार चरण में 54% दक्षता पर समान मात्रा में बिजली का उत्पादन करने वाली गैस टरबाइन की एक तिहाई दर से प्राकृतिक गैस के दहन की आवश्यकता होती है।<ref name="IRENA2017" /><ref>{{citation|url=http://www.dresser-rand.com/literature/general/85164-10-CAES.pdf |title=Compressed Air Storage (CAES)|publisher=Dresser-Rand Corporation|id=brochure form# 85230|date=2010|url-status=dead|archive-url= https://web.archive.org/web/20120907175639/http://www.dresser-rand.com/literature/general/85164-10-CAES.pdf |archive-date=September 7, 2012|df=mdy-all}}</ref><ref>{{citation|work=The New York Times|date=September 29, 1991|last=Wald|first=Matthew |title=Using Compressed Air To Store Up Electricity|url= https://www.nytimes.com/1991/09/29/business/technology-using-compressed-air-to-store-up-electricity.html?pagewanted=all&src=pm }}</ref><ref>{{citation|access-date=April 15, 2012|date=2010|publisher=PowerSouth Energy Cooperative|url=http://www.powersouth.com/mcintosh_power_plant/compressed_air_energy |title=CAES:McIntosh Power Plant|archive-url= https://web.archive.org/web/20111018130933/http://www.powersouth.com/mcintosh_power_plant/compressed_air_energy |archive-date=October 18, 2011|url-status=dead}}</ref>
अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने 300 मेगावाट के पहले चरण के लिए मैचिंग फंड में $24.9 मिलियन का पुरस्कार दिया, $356 मिलियन [[प्रशांत गैस और इलेक्ट्रिक कंपनी]] की स्थापना, जो कैलिफोर्निया के केर्न काउंटी में बेकर्सफ़ील्ड के पास विकसित की जा रही खारी झरझरा चट्टान का उपयोग कर रही है। परियोजना के लक्ष्य एक उन्नत डिजाइन (2009) का निर्माण और सत्यापन करना था।<ref name="sandia1">{{citation |title=ARRA Energy Storage Demonstrations |url=http://www.sandia.gov/ess/docs/ARRA_StorDemos_4-22-11.pdf |publisher=Sandia National Laboratories |access-date=April 13, 2012}}</ref>
अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने 300 मेगावाट के पहले चरण के लिए मैचिंग फंड में $24.9 मिलियन का पुरस्कार दिया, $356 मिलियन [[प्रशांत गैस और इलेक्ट्रिक कंपनी]] की स्थापना, जो कैलिफोर्निया के केर्न काउंटी में बेकर्सफ़ील्ड के पास विकसित की जा रही खारी झरझरा चट्टान का उपयोग कर रही है। परियोजना के लक्ष्य एक उन्नत डिजाइन (2009) का निर्माण और सत्यापन करना था।<ref name="sandia1">{{citation |title=ARRA Energy Storage Demonstrations |url=http://www.sandia.gov/ess/docs/ARRA_StorDemos_4-22-11.pdf |publisher=Sandia National Laboratories |access-date=April 13, 2012}}</ref>
अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने न्यू यॉर्क के वाटकिंस ग्लेन में [[इबरड्रोला]] द्वारा विकसित की जा रही 150 मेगावाट नमक-आधारित परियोजना पर प्रारंभिक कार्य करने के लिए $29.4 मिलियन का वित्त पोषण प्रदान किया। लक्ष्य नवीकरणीय [[आंतरायिक ऊर्जा स्रोत]]ों (2010) को संतुलित करने के लिए स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकी को शामिल करना है।<ref name="sandia1" /><ref>{{citation |title=NYSEG considering Compressed Air Energy Storage |url=http://epoverviews.com/articles/visitor.php?keyword=Smart%20Grid%20Demonstration |archive-url=https://web.archive.org/web/20180729200608/http://epoverviews.com/articles/visitor.php?keyword=Smart%20Grid%20Demonstration |publisher=Energy Overviews Publishing |access-date=April 13, 2012 |archive-date=July 29, 2018 |url-status=dead}}</ref>
 
जनरल कंप्रेशन ने गेंस काउंटी, टेक्सास में 2 मेगावाट निकट-समतापीय परियोजना का निर्माण पूरा किया; दुनिया की तीसरी परियोजना (2012)परियोजना ईंधन का उपयोग नहीं करती है।<ref>{{cite web|author=General Compression, Inc.|title=What We Do – Texas {{as written|Dispat|chable [sic]}} Wind 1, LLC|url=http://www.generalcompression.com/index.php/tdw1 |access-date=2 March 2013|url-status=dead|archive-url= https://web.archive.org/web/20130523153848/http://www.generalcompression.com/index.php/tdw1 |archive-date=May 23, 2013|df=mdy-all}}</ref> ऐसा प्रतीत होता है कि 2016 में काम करना बंद कर दिया था।<ref>{{Cite book |last=Hauer |first=Andreas |url=https://books.google.com/books?id=0ERtEAAAQBAJ&dq=Gaines+Texas+Dispatchable+Wind+1%2C+LLC&pg=PT411 |title=Advances in Energy Storage: Latest Developments from R&D to the Market |date=2022-04-27 |publisher=John Wiley & Sons |isbn=978-1-119-76010-8 |language=en}}</ref>
अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने न्यूयॉर्क के वाटकिंस ग्लेन में [[इबरड्रोला]] द्वारा विकसित की जा रही 150 मेगावाट नमक-आधारित परियोजना पर प्रारंभिक कार्य करने के लिए $29.4 मिलियन का वित्त पोषण प्रदान किया। लक्ष्य नवीकरणीय [[आंतरायिक ऊर्जा स्रोत]] (2010) को संतुलित करने के लिए स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकी को सम्मिलित करना है।<ref name="sandia1" /><ref>{{citation |title=NYSEG considering Compressed Air Energy Storage |url=http://epoverviews.com/articles/visitor.php?keyword=Smart%20Grid%20Demonstration |archive-url=https://web.archive.org/web/20180729200608/http://epoverviews.com/articles/visitor.php?keyword=Smart%20Grid%20Demonstration |publisher=Energy Overviews Publishing |access-date=April 13, 2012 |archive-date=July 29, 2018 |url-status=dead}}</ref>
 
जनरल कंप्रेशन ने गेंस काउंटी, टेक्सास में 2 मेगावाट निकट-समतापीय परियोजना का निर्माण पूरा किया; दुनिया की तीसरी परियोजना (2012) परियोजना ईंधन का उपयोग नहीं करती है।<ref>{{cite web|author=General Compression, Inc.|title=What We Do – Texas {{as written|Dispat|chable [sic]}} Wind 1, LLC|url=http://www.generalcompression.com/index.php/tdw1 |access-date=2 March 2013|url-status=dead|archive-url= https://web.archive.org/web/20130523153848/http://www.generalcompression.com/index.php/tdw1 |archive-date=May 23, 2013|df=mdy-all}}</ref> ऐसा प्रतीत होता है कि 2016 में काम करना बंद कर दिया था।<ref>{{Cite book |last=Hauer |first=Andreas |url=https://books.google.com/books?id=0ERtEAAAQBAJ&dq=Gaines+Texas+Dispatchable+Wind+1%2C+LLC&pg=PT411 |title=Advances in Energy Storage: Latest Developments from R&D to the Market |date=2022-04-27 |publisher=John Wiley & Sons |isbn=978-1-119-76010-8 |language=en}}</ref>
 
एडीईएलई नामक 200 मेगावाट की पहली रुद्धोष्म परियोजना, जर्मनी (2013) में निर्माण के लिए 70% दक्षता के लक्ष्य के साथ योजना बनाई गई थी। {{cvt|600|C|F}} 100 बार दबाव पर हवा।<ref>{{cite web |title=Adiabatic Compressed-air Energy Storage For Electricity Supply |url=https://wecanfigurethisout.org/ENERGY/Web_notes/Round_Pegs/Power_Cycles_and_Energy_Storage_Supporting_Files/ADELE%20%E2%80%93%20Adiabatic%20Compressed-Air%20Energy%20Storage%20for%20Electricity%20Supply.pdf |archive-url= https://web.archive.org/web/20220522223415/https://wecanfigurethisout.org/ENERGY/Web_notes/Round_Pegs/Power_Cycles_and_Energy_Storage_Supporting_Files/ADELE%20%E2%80%93%20Adiabatic%20Compressed-Air%20Energy%20Storage%20for%20Electricity%20Supply.pdf |archive-date=22 May 2022 |date=January 2010 |url-status=live}}</ref> यह परियोजना अज्ञात कारणों से कम से कम 2016 तक विलंबित रही।<ref>{{cite web |title=Adele CAES Pilot: Site Selected but Project Delayed: The RWE/GE Led Consortium That Is Developing an Adiabatic Form of Compressed Air Energy Storage Is to Establish Its Commercial Scale Test Plant at Stassfurt. the Testing Stage, Originally Slated for 2073, Is Not Now Expected to Start before 2016 |url=http://business.highbeam.com/4364/article-1G1-297718155/adele-caes-pilot-site-selected-but-project-delayed |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160309080750/https://business.highbeam.com/4364/article-1G1-297718155/adele-caes-pilot-site-selected-but-project-delayed |archive-date=2016-03-09 |publisher=Modern Power Systems}}</ref>
एडीईएलई नामक 200 मेगावाट की पहली रुद्धोष्म परियोजना, जर्मनी (2013) में निर्माण के लिए 70% दक्षता के लक्ष्य के साथ योजना बनाई गई थी। {{cvt|600|C|F}} 100 बार दबाव पर हवा।<ref>{{cite web |title=Adiabatic Compressed-air Energy Storage For Electricity Supply |url=https://wecanfigurethisout.org/ENERGY/Web_notes/Round_Pegs/Power_Cycles_and_Energy_Storage_Supporting_Files/ADELE%20%E2%80%93%20Adiabatic%20Compressed-Air%20Energy%20Storage%20for%20Electricity%20Supply.pdf |archive-url= https://web.archive.org/web/20220522223415/https://wecanfigurethisout.org/ENERGY/Web_notes/Round_Pegs/Power_Cycles_and_Energy_Storage_Supporting_Files/ADELE%20%E2%80%93%20Adiabatic%20Compressed-Air%20Energy%20Storage%20for%20Electricity%20Supply.pdf |archive-date=22 May 2022 |date=January 2010 |url-status=live}}</ref> यह परियोजना अज्ञात कारणों से कम से कम 2016 तक विलंबित रही।<ref>{{cite web |title=Adele CAES Pilot: Site Selected but Project Delayed: The RWE/GE Led Consortium That Is Developing an Adiabatic Form of Compressed Air Energy Storage Is to Establish Its Commercial Scale Test Plant at Stassfurt. the Testing Stage, Originally Slated for 2073, Is Not Now Expected to Start before 2016 |url=http://business.highbeam.com/4364/article-1G1-297718155/adele-caes-pilot-site-selected-but-project-delayed |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160309080750/https://business.highbeam.com/4364/article-1G1-297718155/adele-caes-pilot-site-selected-but-project-delayed |archive-date=2016-03-09 |publisher=Modern Power Systems}}</ref>
स्टोरइलेक्ट्रिक लिमिटेड ने 800 MWh भंडारण क्षमता (2017) के साथ चेशायर, यूके में 40 मेगावाट 100% नवीकरणीय ऊर्जा पायलट संयंत्र बनाने की योजना बनाई है।<ref>{{citation |title=Storelectric website |url=http://www.storelectric.com/}}</ref>
 
हाइड्रोस्टोर ने ओंटारियो ग्रिड (2019) को 2.2MW / 10MWh स्टोरेज के साथ सेवा की आपूर्ति करते हुए Goderich, ओंटारियो में पहला वाणिज्यिक A-CAES सिस्टम पूरा किया। दशकों में वाणिज्यिक संचालन हासिल करने वाली यह पहली ए-सीएईएस प्रणाली थी।<ref>{{cite web |title=Grid-connected advanced compressed air energy storage plant comes online in Ontario |url=https://www.energy-storage.news/news/grid-connected-advanced-compressed-air-energy-storage-plant-comes-online-in |website=Energy Storage News |archive-url= https://web.archive.org/web/20191223045810/https://www.energy-storage.news/news/grid-connected-advanced-compressed-air-energy-storage-plant-comes-online-in |archive-date=23 December 2019 |language=en |date=28 November 2019 |url-status=live}}</ref>
स्टोरइलेक्ट्रिक लिमिटेड ने 800 मेगावाट एच भंडारण क्षमता (2017) के साथ चेशायर, यूके में 40 मेगावाट 100% नवीकरणीय ऊर्जा पायलट संयंत्र बनाने की योजना बनाई है।<ref>{{citation |title=Storelectric website |url=http://www.storelectric.com/}}</ref>
ऑस्ट्रिया में यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित RICAS (एडियाबेटिक) परियोजना को दक्षता में सुधार के लिए संपीड़न प्रक्रिया से गर्मी को स्टोर करने के लिए कुचले हुए चट्टान का उपयोग करना था (2020)। सिस्टम से 70-80% दक्षता हासिल करने की उम्मीद थी।<ref name=":0">{{Cite web |last=Lee |first=Lisa-Ann |date=March 29, 2017 |title=Creating renewable energy storage out of hot air |url=http://newatlas.com/ricas-2020-aa-compressed-air-energy-storage/48661/ |access-date=2017-04-11 |website=newatlas.com |language=en}}</ref>
 
हाइड्रोस्टोर ने ओंटारियो ग्रिड (2019) को 2.2मेगावाट - 10मेगावाट एच स्टोरेज के साथ सेवा की आपूर्ति करते हुए गोदरिच, ओंटारियो में पहला वाणिज्यिकए-सीएईएस सिस्टम पूरा किया। दशकों में वाणिज्यिक संचालन प्राप्त  करने वाली यह पहली ए-सीएईएस प्रणाली थी।<ref>{{cite web |title=Grid-connected advanced compressed air energy storage plant comes online in Ontario |url=https://www.energy-storage.news/news/grid-connected-advanced-compressed-air-energy-storage-plant-comes-online-in |website=Energy Storage News |archive-url= https://web.archive.org/web/20191223045810/https://www.energy-storage.news/news/grid-connected-advanced-compressed-air-energy-storage-plant-comes-online-in |archive-date=23 December 2019 |language=en |date=28 November 2019 |url-status=live}}</ref>
 
ऑस्ट्रिया में यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित रिकास (एडियाबेटिक) परियोजना को दक्षता में सुधार के लिए संपीड़न प्रक्रिया से गर्मी को स्टोर करने के लिए कुचले हुए चट्टान का उपयोग करना था (2020)। सिस्टम से 70-80% दक्षता प्राप्त  करने की उम्मीद थी।<ref name=":0">{{Cite web |last=Lee |first=Lisa-Ann |date=March 29, 2017 |title=Creating renewable energy storage out of hot air |url=http://newatlas.com/ricas-2020-aa-compressed-air-energy-storage/48661/ |access-date=2017-04-11 |website=newatlas.com |language=en}}</ref>
 
एपेक्स ने 2016 में ऑनलाइन होने के लिए एंडरसन काउंटी, टेक्सास के लिए एक संयंत्र की योजना बनाई।<ref>{{citation |title=Anderson County getting energy center |url=http://palestineherald.com/local/x941521205/Anderson-County-getting-energy-center |access-date=July 15, 2012}}</ref> इस परियोजना में देरी हुई है और कम से कम 2020 तक।<ref>{{Cite news |date=2013-10-08 |title=Project |language=en-US |work=APEX CAES |url=http://www.apexcaes.com/project |access-date=2017-07-06}}</ref>
एपेक्स ने 2016 में ऑनलाइन होने के लिए एंडरसन काउंटी, टेक्सास के लिए एक संयंत्र की योजना बनाई।<ref>{{citation |title=Anderson County getting energy center |url=http://palestineherald.com/local/x941521205/Anderson-County-getting-energy-center |access-date=July 15, 2012}}</ref> इस परियोजना में देरी हुई है और कम से कम 2020 तक।<ref>{{Cite news |date=2013-10-08 |title=Project |language=en-US |work=APEX CAES |url=http://www.apexcaes.com/project |access-date=2017-07-06}}</ref>
कनाडाई कंपनी Hydrostor ने टोरंटो, Goderich, Angas, और Rosamond (2020) में चार एडवांस प्लांट बनाने की योजना बनाई है। कुछ में पानी में आंशिक ताप भंडारण शामिल है, जिससे दक्षता में 65% सुधार हुआ है।<ref>{{Cite web |title=Toronto A-CAES Facility – Hydrostor |url=https://www.hydrostor.ca/toronto-a-caes-facility/ |access-date=2020-09-06 |language=en-CA}}</ref>
 
सॉल्ट कैवर्न (2022) का उपयोग करते हुए [[Jiangsu]], चीन में 60% दक्षता के साथ 60 MW / 300 MWh सुविधा खोली गई।<ref>{{cite web |last1=Colthorpe |first1=Andy |title=China's compressed air energy storage industry makes progress |url=https://www.energy-storage.news/chinas-compressed-air-energy-storage-industry-makes-progress/ |website=Energy Storage News |date=1 June 2022}}</ref>
कनाडाई कंपनी हाइड्रोस्टोर ने टोरंटो, गोदरिच, अंगस, और रोजमोंड (2020) में चार एडवांस प्लांट बनाने की योजना बनाई है। कुछ में पानी में आंशिक ताप भंडारण सम्मिलित है, जिससे दक्षता में 65% सुधार हुआ है।<ref>{{Cite web |title=Toronto A-CAES Facility – Hydrostor |url=https://www.hydrostor.ca/toronto-a-caes-facility/ |access-date=2020-09-06 |language=en-CA}}</ref>
एक 2.5 MW / 4 MWh संपीड़ित {{CO2}} [[सार्डिनिया]], इटली (2022) में सुविधा का संचालन शुरू हुआ।<ref>{{cite web |last1=Murray |first1=Cameron |title=Energy Dome launches world's first multi-megawatt '{{CO2}} Battery' project in Sardinia, Italy |url=https://www.energy-storage.news/energy-dome-launches-4mwh-demonstrator-project-in-italy-plans-series-b/ |website=Energy Storage News |date=8 June 2022}}</ref>
 
2022 तक केर्न काउंटी, कैलिफोर्निया में रोसमंड में जेम परियोजना को 500 मेगावाट / 4,000 मेगावाट भंडारण क्षमता प्रदान करने की योजना थी। सैन लुइस ओबिस्पो, कैलिफोर्निया में Pecho परियोजना को 400 MW / 3,200 MWh होने की योजना थी। [[न्यू साउथ वेल्स]], ऑस्ट्रेलिया में [[टूटी हुई पहाड़ी]] परियोजना 200 MW / 1,600 MWh थी।<ref name="hs2022">{{cite web |last1=Colthorpe |first1=Andy |title=Why Goldman Sachs thinks advanced compressed air is worthy of US$250m investment |url=https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |website=Energy Storage News |archive-url= https://web.archive.org/web/20220527135344/https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |archive-date=27 May 2022 |date=20 January 2022 |url-status=live}}</ref>
सॉल्ट कैवर्न (2022) का उपयोग करते हुए [[Jiangsu|जियांगसु]], चीन में 60% दक्षता के साथ 60 मेगावाट 300 मेगावाट एच सुविधा खोली गई।<ref>{{cite web |last1=Colthorpe |first1=Andy |title=China's compressed air energy storage industry makes progress |url=https://www.energy-storage.news/chinas-compressed-air-energy-storage-industry-makes-progress/ |website=Energy Storage News |date=1 June 2022}}</ref>
2022 में [[Zhangjiakou]] ने उत्तरी चीन में दुनिया की पहली 100 मेगावाट की उन्नत प्रणाली को ग्रिड से जोड़ा। यह सुपरक्रिटिकल थर्मल स्टोरेज, सुपरक्रिटिकल हीट एक्सचेंज, हाई-लोड कम्प्रेशन और एक्सपेंशन टेक्नोलॉजी को अपनाने के बजाय जीवाश्म ईंधन का उपयोग नहीं करता है। प्लांट 70.4% दक्षता के साथ 400 MWh स्टोर कर सकता है।<ref>{{Cite web |last=Blain |first=Loz |date=2022-10-05 |title=China turns on the world's largest compressed air energy storage plant |url=https://newatlas.com/energy/china-100mw-compressed-air/ |access-date=2022-10-10 |website=New Atlas |language=en-US}}</ref> शांगडोंग में 350 मेगावाट / 1.4 GWh परियोजना का निर्माण शुरू हो गया है।<ref>{{cite web |last1=Murray |first1=Cameron |title=Construction starts on 1.4GWh compressed air energy storage unit in China |url=https://www.energy-storage.news/construction-starts-on-1-4gwh-compressed-air-energy-storage-unit-in-china/ |website=Energy Storage News |date=26 October 2022}}</ref>
 
2.5 मेगावाट- 4 मेगावाट एच संपीड़ित {{CO2}} [[सार्डिनिया]], इटली (2022) में सुविधा का संचालन प्रारंभ हुआ।<ref>{{cite web |last1=Murray |first1=Cameron |title=Energy Dome launches world's first multi-megawatt '{{CO2}} Battery' project in Sardinia, Italy |url=https://www.energy-storage.news/energy-dome-launches-4mwh-demonstrator-project-in-italy-plans-series-b/ |website=Energy Storage News |date=8 June 2022}}</ref>
 
2022 तक केर्न काउंटी, कैलिफोर्निया में रोसमंड में जेम परियोजना को 500 मेगावाट 4,000 मेगावाट भंडारण क्षमता प्रदान करने की योजना थी। सैन लुइस ओबिस्पो, कैलिफोर्निया में पेचो परियोजना को 400 मेगावाट  / 3,200 मेगावाट एच होने की योजना थी। [[न्यू साउथ वेल्स]], ऑस्ट्रेलिया में [[टूटी हुई पहाड़ी]] परियोजना 200 मेगावाट-1,600 मेगावाट एच थी।<ref name="hs2022">{{cite web |last1=Colthorpe |first1=Andy |title=Why Goldman Sachs thinks advanced compressed air is worthy of US$250m investment |url=https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |website=Energy Storage News |archive-url= https://web.archive.org/web/20220527135344/https://www.energy-storage.news/why-goldman-sachs-thinks-advanced-compressed-air-is-worthy-of-us250m-investment/ |archive-date=27 May 2022 |date=20 January 2022 |url-status=live}}</ref>
 
2022 में [[Zhangjiakou]] ने उत्तरी चीन में दुनिया की पहली 100 मेगावाट की उन्नत प्रणाली को ग्रिड से जोड़ा। यह सुपरक्रिटिकल थर्मल स्टोरेज, सुपरक्रिटिकल हीट एक्सचेंज, हाई-लोड कम्प्रेशन और एक्सपेंशन टेक्नोलॉजी को अपनाने के अतिरिक्त जीवाश्म ईंधन का उपयोग नहीं करता है। प्लांट 70.4% दक्षता के साथ 400 मेगावाट एच स्टोर कर सकता है।<ref>{{Cite web |last=Blain |first=Loz |date=2022-10-05 |title=China turns on the world's largest compressed air energy storage plant |url=https://newatlas.com/energy/china-100mw-compressed-air/ |access-date=2022-10-10 |website=New Atlas |language=en-US}}</ref> शांगडोंग में 350 मेगावाट -1.4 GWh परियोजना का निर्माण   प्रारंभ हो गया है।<ref>{{cite web |last1=Murray |first1=Cameron |title=Construction starts on 1.4GWh compressed air energy storage unit in China |url=https://www.energy-storage.news/construction-starts-on-1-4gwh-compressed-air-energy-storage-unit-in-china/ |website=Energy Storage News |date=26 October 2022}}</ref>
 




== भंडारण ऊष्मप्रवैगिकी ==
== भंडारण ऊष्मप्रवैगिकी ==
लगभग [[प्रतिवर्ती प्रक्रिया (थर्मोडायनामिक्स)]] को प्राप्त करने के लिए ताकि सिस्टम में अधिकांश ऊर्जा बचाई जा सके और इसे पुनः प्राप्त किया जा सके, और नुकसान को नगण्य रखा जा सके, एक निकटवर्ती इज़ोटेर्माल प्रक्रिया या एक [[आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया]] वांछित है।<ref name="NYTimes-2012.10.01" />
लगभग [[प्रतिवर्ती प्रक्रिया (थर्मोडायनामिक्स)]] को प्राप्त करने के लिए जिससे सिस्टम में अधिकांश ऊर्जा बचाई जा सके और इसे पुनः प्राप्त किया जा सके, और हानि को नगण्य रखा जा सके, निकटवर्ती इज़ोटेर्माल प्रक्रिया या [[आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया]] वांछित है।<ref name="NYTimes-2012.10.01" />






=== इज़ोटेर्मल स्टोरेज ===
=== इज़ोटेर्मल स्टोरेज ===
एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया संपीड़न प्रक्रिया में, सिस्टम में गैस को पूरे समय एक स्थिर तापमान पर रखा जाता है। इसके लिए आवश्यक रूप से गैस के साथ ऊष्मा के आदान-प्रदान की आवश्यकता होती है; अन्यथा, चार्ज करने के दौरान तापमान बढ़ जाएगा और निर्वहन के दौरान गिर जाएगा। कंप्रेसर, रेगुलेटर और टैंक में बाद के चरणों के बीच हीट एक्सचेंजर्स (इंटरकूलिंग) द्वारा यह हीट एक्सचेंज हासिल किया जा सकता है। व्यर्थ ऊर्जा से बचने के लिए, इंटरकूलर को उच्च ताप हस्तांतरण और कम दबाव ड्रॉप के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए। छोटे कंप्रेशर्स इंटरकूलिंग के बिना भी इज़ोटेर्माल संपीड़न का अनुमान लगा सकते हैं, संपीड़न कक्ष की मात्रा के लिए सतह क्षेत्र के अपेक्षाकृत उच्च अनुपात और कंप्रेसर बॉडी से गर्मी अपव्यय में परिणामी सुधार के कारण।
इज़ोटेर्मल प्रक्रिया संपीड़न प्रक्रिया में, सिस्टम में गैस को पूरे समय स्थिर तापमान पर रखा जाता है। इसके लिए आवश्यक रूप से गैस के साथ ऊष्मा के आदान-प्रदान की आवश्यकता होती है; अन्यथा, चार्ज करने के समय तापमान बढ़ जाएगा और निर्वहन के समय गिर जाएगा। कंप्रेसर, रेगुलेटर और टैंक में बाद के चरणों के बीच हीट परिवर्तक (इंटरकूलिंग) द्वारा यह हीट एक्सचेंज प्राप्त किया जा सकता है। व्यर्थ ऊर्जा से बचने के लिए, इंटरकूलर को उच्च ताप हस्तांतरण और कम दबाव ड्रॉप के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए। छोटे कंप्रेशर्स इंटरकूलिंग के बिना भी इज़ोटेर्माल संपीड़न का अनुमान लगा सकते हैं, संपीड़न कक्ष की मात्रा के लिए सतह क्षेत्र के अपेक्षाकृत उच्च अनुपात और कंप्रेसर बॉडी से गर्मी अपव्यय में परिणामी सुधार के कारण होते है।


जब कोई पूर्ण इज़ोटेर्मल स्टोरेज (और डिस्चार्ज) प्राप्त करता है, तो प्रक्रिया को प्रतिवर्ती कहा जाता है। इसके लिए आवश्यक है कि परिवेश और गैस के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण एक असीम रूप से छोटे तापमान अंतर पर हो। उस मामले में, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया में कोई बाहरी नुकसान नहीं होता है, और इसलिए विस्तार कार्य के रूप में संपीड़न कार्य पूरी तरह से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है: 100% भंडारण दक्षता। हालांकि, व्यवहार में, किसी भी गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया में हमेशा तापमान का अंतर होता है, और इसलिए सभी व्यावहारिक ऊर्जा भंडारण 100% से कम क्षमता प्राप्त करते हैं।
जब कोई पूर्ण इज़ोटेर्मल स्टोरेज (और डिस्चार्ज) प्राप्त करता है, तो प्रक्रिया को प्रतिवर्ती कहा जाता है। इसके लिए आवश्यक है कि परिवेश और गैस के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण असीम रूप से छोटे तापमान अंतर पर हो। उस स्थितियों  में, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया में कोई बाहरी हानि नहीं होता है, और इसलिए विस्तार कार्य के रूप में संपीड़न कार्य पूरी तरह से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है: 100% भंडारण दक्षता चुकीं , व्यवहार में, किसी भी गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया में हमेशा तापमान का अंतर होता है, और इसलिए सभी व्यावहारिक ऊर्जा भंडारण 100% से कम क्षमता प्राप्त करते हैं।


एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में संपीड़न/विस्तार कार्य का अनुमान लगाने के लिए, यह माना जा सकता है कि संपीड़ित हवा [[आदर्श गैस कानून]] का पालन करती है:
इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में संपीड़न विस्तार कार्य का अनुमान लगाने के लिए, यह माना जा सकता है कि संपीड़ित हवा [[आदर्श गैस कानून]] का पालन करती है:
: <math>pV = nRT = \text{constant}.</math>
: <math>pV = nRT = \text{constant}.</math>
पूर्ण तापमान के साथ प्रारंभिक अवस्था A से अंतिम अवस्था B तक की प्रक्रिया <math>T = T_A = T_B</math> निरंतर, कोई संपीड़न (नकारात्मक) के लिए आवश्यक कार्य पाता है या विस्तार (सकारात्मक) द्वारा किया जाता है
पूर्ण तापमान के साथ प्रारंभिक अवस्था A से अंतिम अवस्था B तक की प्रक्रिया <math>T = T_A = T_B</math> निरंतर, कोई संपीड़न (नकारात्मक) के लिए आवश्यक कार्य पाता है या विस्तार (सकारात्मक) द्वारा किया जाता है
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  & = nRT (\ln{V_B} - \ln{V_A}) = nRT \ln{\frac{V_B}{V_A}}  = p_A V_A \ln{\frac{p_A}{p_B}} = p_B V_B \ln{\frac{p_A}{p_B}}, \\
  & = nRT (\ln{V_B} - \ln{V_A}) = nRT \ln{\frac{V_B}{V_A}}  = p_A V_A \ln{\frac{p_A}{p_B}} = p_B V_B \ln{\frac{p_A}{p_B}}, \\
\end{align}</math>
\end{align}</math>
कहाँ पे <math>pV = p_A V_A = p_B V_B</math>, इसलिए <math>\frac{V_B}{V_A} = \frac{p_A}{p_B}</math>.
जहां पे <math>pV = p_A V_A = p_B V_B</math>, इसलिए <math>\frac{V_B}{V_A} = \frac{p_A}{p_B}</math>.


यहां <math>p</math> पूर्ण [[दबाव]] है, <math>V_A</math> संपीड़ित गैस की (अज्ञात) मात्रा है, <math>V_B</math> बर्तन का आयतन है, <math>n</math> गैस (मोल) के [[पदार्थ की मात्रा]] है और <math>R</math> आदर्श गैस नियतांक है।
यहां <math>p</math> पूर्ण [[दबाव]] है, <math>V_A</math> संपीड़ित गैस की (अज्ञात) मात्रा है, <math>V_B</math> बर्तन का आयतन है, <math>n</math> गैस (मोल) के [[पदार्थ की मात्रा]] है और <math>R</math> आदर्श गैस नियतांक है।


यदि बर्तन के बाहर एक स्थिर दबाव है, जो शुरुआती दबाव के बराबर है <math>p_A</math>, बाहरी दबाव का सकारात्मक कार्य शोषक ऊर्जा (नकारात्मक मूल्य) को कम करता है। यह उपरोक्त समीकरण में एक शब्द जोड़ता है:
यदि बर्तन के बाहर स्थिर दबाव है, जो प्रारंभिक दबाव के बराबर है <math>p_A</math>, बाहरी दबाव का सकारात्मक कार्य शोषक ऊर्जा (नकारात्मक मूल्य) को कम करता है। यह उपरोक्त समीकरण में शब्द जोड़ता है:
: <math>W_{A \to B} = p_A V_A \ln{\frac{p_A}{p_B}} + (V_A - V_B) p_A = p_B V_B \ln{\frac{p_A}{p_B}} + (p_B - p_A) V_B.</math>
: <math>W_{A \to B} = p_A V_A \ln{\frac{p_A}{p_B}} + (V_A - V_B) p_A = p_B V_B \ln{\frac{p_A}{p_B}} + (p_B - p_A) V_B.</math>


{{anchor|Example}}
; उदाहरण
; उदाहरण


1 मीटर में कितनी ऊर्जा संग्रहित की जा सकती है<sup>3</sup> के दबाव में भंडारण पात्र {{convert|70|bar|MPa}}, अगर परिवेश का दबाव है {{convert|1|bar|MPa}}. इस मामले में, प्रक्रिया कार्य है
1 मीटर में कितनी ऊर्जा संग्रहित की जा सकती है<sup>3</sup> के दबाव में भंडारण पात्र {{convert|70|bar|MPa}}, अगर परिवेश का दबाव है {{convert|1|bar|MPa}} इस स्थितियों  में, प्रक्रिया कार्य है


: <math>W = p_B V_B \ln\frac{p_A}{p_B} + (p_B - p_A) V_B</math> =
: <math>W = p_B V_B \ln\frac{p_A}{p_B} + (p_B - p_A) V_B</math> =
: = 7.0 एमपीए × 1 मीटर<sup>3</sup> × ln(0.1 MPa/7.0 MPa) + (7.0 MPa − 0.1 MPa) × 1 m<sup>3</sup> = −22.8 MJ (समतुल्य 6.33 KWh)।
: = 7.0 एमपीए × 1 मीटर<sup>3</sup> × ln(0.1 एमपीए /7.0 एमपीए ) + (7.0 एमपीए  − 0.1 एमपीए ) × 1 m<sup>3</sup> = −22.8  एमजे (समतुल्य 6.33 किलोवाट h)।


ऋणात्मक चिह्न का अर्थ है कि गैस पर परिवेश द्वारा कार्य किया गया है। प्रक्रिया अपरिवर्तनीयता (जैसे गर्मी हस्तांतरण में) के परिणामस्वरूप संपीड़न प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में विस्तार प्रक्रिया से कम ऊर्जा प्राप्त होगी। यदि पर्यावरण स्थिर तापमान पर है, उदाहरण के लिए, इंटरकूलर में थर्मल प्रतिरोध का मतलब होगा कि संपीड़न परिवेश के तापमान से कुछ अधिक तापमान पर होता है, और विस्तार परिवेश के तापमान से कुछ कम तापमान पर होगा। इसलिए एक संपूर्ण इज़ोटेर्मल स्टोरेज सिस्टम हासिल करना असंभव है।
ऋणात्मक चिह्न का अर्थ है कि गैस पर परिवेश द्वारा कार्य किया गया है। प्रक्रिया अपरिवर्तनीयता (जैसे गर्मी हस्तांतरण में) के परिणामस्वरूप संपीड़न प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में विस्तार प्रक्रिया से कम ऊर्जा प्राप्त होगी। यदि पर्यावरण स्थिर तापमान पर है, उदाहरण के लिए, इंटरकूलर में थर्मल प्रतिरोध का मतलब होगा कि संपीड़न परिवेश के तापमान से कुछ अधिक तापमान पर होता है, और विस्तार परिवेश के तापमान से कुछ कम तापमान पर होगा। इसलिए संपूर्ण इज़ोटेर्मल स्टोरेज सिस्टम प्राप्त करना असंभव है।


=== स्थिरोष्म ([[आइसेंट्रोपिक]]) भंडारण ===
=== स्थिरोष्म ([[आइसेंट्रोपिक]]) भंडारण ===
एक [[एडियाबेटिक प्रक्रिया]] वह है जहां द्रव और परिवेश के बीच कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है: सिस्टम गर्मी हस्तांतरण के खिलाफ अछूता रहता है। यदि प्रक्रिया आंतरिक रूप से प्रतिवर्ती (आदर्श सीमा तक घर्षण रहित) है, तो यह अतिरिक्त रूप से आइसेंट्रोपिक होगी।
[[एडियाबेटिक प्रक्रिया]] वह है जहां द्रव और परिवेश के बीच कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है सिस्टम गर्मी हस्तांतरण के विरुद्ध अछूता रहता है। यदि प्रक्रिया आंतरिक रूप से प्रतिवर्ती (आदर्श सीमा तक घर्षण रहित) है, तो यह अतिरिक्त रूप से आइसेंट्रोपिक होगी।


एक एडियाबेटिक स्टोरेज सिस्टम संपीड़न प्रक्रिया के दौरान इंटरकूलिंग को दूर करता है और गैस को संपीड़न के दौरान गर्म करने की अनुमति देता है और इसी तरह विस्तार के दौरान ठंडा हो जाता है। यह आकर्षक है क्योंकि गर्मी हस्तांतरण से जुड़े ऊर्जा नुकसान से बचा जाता है, लेकिन नकारात्मक पक्ष यह है कि भंडारण पोत को गर्मी के नुकसान के खिलाफ इन्सुलेट किया जाना चाहिए। यह भी उल्लेख किया जाना चाहिए कि वास्तविक कंप्रेशर्स और टर्बाइन आइसेंट्रोपिक नहीं हैं, बल्कि इसके बजाय लगभग 85% की स्टीम टर्बाइन#इसेंट्रोपिक दक्षता है। नतीजा यह है कि एडियाबेटिक सिस्टम के लिए राउंड-ट्रिप स्टोरेज क्षमता भी सही से काफी कम है।
एडियाबेटिक स्टोरेज सिस्टम संपीड़न प्रक्रिया के समय इंटरकूलिंग को दूर करता है और गैस को संपीड़न के समय गर्म करने की अनुमति देता है और इसी तरह विस्तार के समय ठंडा हो जाता है। यह आकर्षक है क्योंकि गर्मी हस्तांतरण से जुड़े ऊर्जा हानि से बचा जाता है, लेकिन नकारात्मक पक्ष यह है कि भंडारण पोत को गर्मी के हानि के खिलाफ इन्सुलेट किया जाना चाहिए। यह भी उल्लेख किया जाना चाहिए कि वास्तविक कंप्रेशर्स और टर्बाइन आइसेंट्रोपिक नहीं हैं, बल्कि इसके अतिरिक्त लगभग 85% की स्टीम टर्बाइन इसेंट्रोपिक दक्षता है। परिणाम  यह है कि एडियाबेटिक सिस्टम के लिए राउंड-ट्रिप स्टोरेज क्षमता भी सही से काफी कम है।


=== बड़ी भंडारण प्रणाली ऊष्मप्रवैगिकी ===
=== बड़ी भंडारण प्रणाली ऊष्मप्रवैगिकी ===
ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ अक्सर बड़ी गुफाओं का उपयोग करती हैं। यह बहुत बड़ी मात्रा के कारण पसंदीदा सिस्टम डिज़ाइन है और इस प्रकार बड़ी मात्रा में ऊर्जा जिसे केवल एक छोटे से दबाव परिवर्तन के साथ संग्रहित किया जा सकता है। गैस को कम तापमान परिवर्तन (एक प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल सिस्टम के पास) और गर्मी के नुकसान (एक आइसेंट्रोपिक सिस्टम के पास) के साथ रुद्धोष्म रूप से संपीड़ित किया जाता है। यह लाभ गैस भंडारण प्रणाली के निर्माण की कम लागत के अतिरिक्त है, दबाव को रोकने में सहायता के लिए भूमिगत दीवारों का उपयोग करना। दक्षता में सुधार के लिए कैवर्न स्पेस को इंसुलेटेड किया जा सकता है।{{citation needed|date=April 2021}}
ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ अधिकतर बड़ी गुफाओं का उपयोग करती हैं। यह बहुत बड़ी मात्रा के कारण पसंदीदा सिस्टम डिज़ाइन है और इस प्रकार बड़ी मात्रा में ऊर्जा जिसे केवल छोटे से दबाव परिवर्तन के साथ संग्रहित किया जा सकता है। गैस को कम तापमान परिवर्तन (प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल सिस्टम के पास) और गर्मी के हानि (आइसेंट्रोपिक सिस्टम के पास) के साथ रुद्धोष्म रूप से संपीड़ित किया जाता है। यह लाभ गैस भंडारण प्रणाली के निर्माण की कम लागत के अतिरिक्त है, दबाव को रोकने में सहायता के लिए भूमिगत दीवारों का उपयोग करना। दक्षता में सुधार के लिए कैवर्न स्पेस को इंसुलेटेड किया जा सकता है।{{citation needed|date=April 2021}}
 
अंडरसीट इंसुलेटेड एयरबैग जिनमें बड़े कैवर्न स्टोरेज के समान थर्मोडायनामिक गुण होते हैं, का सुझाव दिया गया है।<ref>[http://cleantechnica.com/2011/04/18/energy-bags-under-the-sea-to-be-tested-to-store-off-shore-wind/ Energy bags under the sea to be tested] in 2011(Cleantechnica website). See in sections below.</ref>
अंडरसीट इंसुलेटेड एयरबैग जिनमें बड़े कैवर्न स्टोरेज के समान थर्मोडायनामिक गुण होते हैं, का सुझाव दिया गया है।<ref>[http://cleantechnica.com/2011/04/18/energy-bags-under-the-sea-to-be-tested-to-store-off-shore-wind/ Energy bags under the sea to be tested] in 2011(Cleantechnica website). See in sections below.</ref>




== वाहन अनुप्रयोग ==
== वाहन अनुप्रयोग ==
{{Main|Compressed air vehicles}}
{{Main|संपीड़ित वायु वाहन}}




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==== विशिष्ट ऊर्जा, ऊर्जा घनत्व और दक्षता ====
==== विशिष्ट ऊर्जा, ऊर्जा घनत्व और दक्षता ====
जैसा कि ऊपर गैस भंडारण अनुभाग के ऊष्मप्रवैगिकी में बताया गया है, हवा को संपीड़ित करना इसे गर्म करता है, और इसका विस्तार इसे ठंडा करता है। इसलिए, व्यावहारिक वायु इंजनों को अत्यधिक उच्च या निम्न तापमान से बचने के लिए हीट एक्सचेंजर्स की आवश्यकता होती है, और फिर भी वे आदर्श स्थिर तापमान स्थितियों या आदर्श थर्मल इन्सुलेशन तक नहीं पहुंचते हैं।
जैसा कि ऊपर गैस भंडारण अनुभाग के ऊष्मप्रवैगिकी में बताया गया है, हवा को संपीड़ित करना इसे गर्म करता है, और इसका विस्तार इसे ठंडा करता है। इसलिए, व्यावहारिक वायु इंजनों को अत्यधिक उच्च या निम्न तापमान से बचने के लिए हीट परिवर्तक की आवश्यकता होती है, और फिर भी वे आदर्श स्थिर तापमान स्थितियों या आदर्श थर्मल इन्सुलेशन तक नहीं पहुंचते हैं।


फिर भी, जैसा कि ऊपर कहा गया है, इज़ोटेर्मल केस का उपयोग करके अधिकतम ऊर्जा संग्रहणीय का वर्णन करना उपयोगी है, जो लगभग 100 kJ/m तक काम करता है।<sup>3</sup> [ ln(पी<sub>''A''</sub>/पी<sub>''B''</sub>)]
फिर भी, जैसा कि ऊपर कहा गया है, इज़ोटेर्मल केस का उपयोग करके अधिकतम ऊर्जा संग्रहणीय का वर्णन करना उपयोगी है, जो लगभग 100 केजे / एम तक काम करता है।<sup>3</sup> ln(पी<sub>''A''</sub>/पी<sub>''B''</sub>)।


इस प्रकार यदि 1.0 मी<sup>वायुमंडल से 3</sup> हवा को बहुत धीरे-धीरे 5 लीटर की बोतल में संकुचित किया जाता है {{convert|20|MPa|bar|abbr=on}}, संचित संभावित ऊर्जा 530 kJ है। एक अत्यधिक कुशल वायु मोटर इसे गतिज ऊर्जा में स्थानांतरित कर सकती है यदि यह बहुत धीमी गति से चलती है और अपने प्रारंभिक 20 MPa दबाव से 100 kPa (वायुमंडलीय दबाव पर पूरी तरह से खाली बोतल) तक हवा का विस्तार करने का प्रबंधन करती है। उच्च दक्षता हासिल करना एक तकनीकी चुनौती है, दोनों परिवेश को गर्मी के नुकसान और अप्राप्य आंतरिक गैस गर्मी के कारण।<ref>Heat loss of practical systems is explained in the [[#Storage]] section.</ref> यदि ऊपर की बोतल को 1 MPa तक खाली किया जाता है, तो मोटर शाफ्ट पर निकालने योग्य ऊर्जा लगभग 300 kJ होती है।
इस प्रकार यदि 1.0 मी<sup>वायुमंडल से 3</sup> हवा को बहुत धीरे-धीरे 5 लीटर की बोतल में संकुचित किया जाता है {{convert|20|MPa|bar|abbr=on}}, संचित संभावित ऊर्जा 530 केजे है। एक अत्यधिक कुशल वायु मोटर इसे गतिज ऊर्जा में स्थानांतरित कर सकती है यदि यह बहुत धीमी गति से चलती है और अपने प्रारंभिक 20 एमपीए दबाव से 100 किलो पास्कल (वायुमंडलीय दबाव पर पूरी तरह से खाली बोतल) तक हवा का विस्तार करने का प्रबंधन करती है। उच्च दक्षता प्राप्त  करना तकनीकी चुनौती है, दोनों परिवेश को गर्मी के हानि और अप्राप्य आंतरिक गैस गर्मी के कारण।<ref>Heat loss of practical systems is explained in the [[#Storage]] section.</ref> यदि ऊपर की बोतल को 1 एमपीए तक खाली किया जाता है, तो मोटर शाफ्ट पर निकालने योग्य ऊर्जा लगभग 300 केजे होती है।


एक मानक 20 एमपीए, 5 लीटर स्टील की बोतल का द्रव्यमान 7.5 किग्रा होता है, एक बेहतर 5 किग्रा। कार्बन-फाइबर या [[केवलर]] जैसे उच्च-तन्यता वाले फाइबर का वजन इस आकार में 2 किलो से कम हो सकता है, जो कानूनी सुरक्षा कोड के अनुरूप है। [[मानक तापमान और दबाव]] पर 20 डिग्री सेल्सियस पर एक घन मीटर हवा का द्रव्यमान 1.204 किलोग्राम होता है।<ref>[http://www.engineeringtoolbox.com/air-desity-specific-weight-d_600.html Air – Density and Specific Weight], The Engineering Toolbox</ref> इस प्रकार, ''सैद्धांतिक'' विशिष्ट ऊर्जा एक सादे स्टील की बोतल के लिए मोटर शाफ्ट पर मोटे तौर पर 70 kJ/किग्रा से लेकर उन्नत फाइबर-घाव वाले के लिए 180 kJ/किग्रा तक होती है, जबकि उसी के लिए व्यावहारिक ''प्राप्त करने योग्य'' विशिष्ट ऊर्जा होती है। कंटेनर 40 से 100 किलो जूल/किग्रा होंगे।
मानक 20 एमपीए, 5 लीटर स्टील की बोतल का द्रव्यमान 7.5 किग्रा होता है, और बेहतर 5 किग्रा। कार्बन-फाइबर या [[केवलर]] जैसे उच्च-तन्यता वाले फाइबर का वजन इस आकार में 2 किलो से कम हो सकता है, जो कानूनी सुरक्षा कोड के अनुरूप है। [[मानक तापमान और दबाव]] पर 20 डिग्री सेल्सियस पर एक घन मीटर हवा का द्रव्यमान 1.204 किलोग्राम होता है।<ref>[http://www.engineeringtoolbox.com/air-desity-specific-weight-d_600.html Air – Density and Specific Weight], The Engineering Toolbox</ref> इस प्रकार, ''सैद्धांतिक'' विशिष्ट ऊर्जा सादे स्टील की बोतल के लिए मोटर शाफ्ट पर मोटे तौर पर 70 केजे /किग्रा से लेकर उन्नत फाइबर-घाव वाले के लिए 180 केजे /किग्रा तक होती है, जबकि उसी के लिए व्यावहारिक ''प्राप्त करने योग्य'' विशिष्ट ऊर्जा होती है। कंटेनर 40 से 100 किलो जूल/किग्रा होंगे।


==== सुरक्षा ====
==== सुरक्षा ====
अधिकांश प्रौद्योगिकियों के साथ, संपीड़ित हवा में सुरक्षा संबंधी चिंताएँ होती हैं, मुख्य रूप से विनाशकारी टैंक टूटना। सुरक्षा नियम इसे उच्च वजन और दबाव राहत वाल्व जैसी अतिरिक्त सुरक्षा सुविधाओं की कीमत पर एक दुर्लभ घटना बनाते हैं। विनियम कानूनी काम के दबाव को स्टील की बोतलों (2.5 के सुरक्षा कारक) के टूटने के दबाव के 40% से कम और फाइबर-घाव की बोतलों के लिए 20% से कम (5 के सुरक्षा कारक) तक सीमित कर सकते हैं। वाणिज्यिक डिजाइन [[आईएसओ 11439]] मानक को अपनाते हैं।<ref>{{cite web|url=http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=33298 |title=Gas cylinders – High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles |publisher=Iso.org |date=2013-05-27 |access-date=2014-05-11}}</ref> उच्च दबाव वाली बोतलें काफी मजबूत होती हैं ताकि वे आम तौर पर वाहन दुर्घटनाओं में टूट न जाएं।
अधिकांश प्रौद्योगिकियों के साथ, संपीड़ित हवा में सुरक्षा संबंधी चिंताएँ होती हैं, मुख्य रूप से विनाशकारी टैंक टूटना। सुरक्षा नियम इसे उच्च वजन और दबाव राहत वाल्व जैसी अतिरिक्त सुरक्षा सुविधाओं की कीमत पर दुर्लभ घटना बनाते हैं। विनियम कानूनी काम के दबाव को स्टील की बोतलों (2.5 के सुरक्षा कारक) के टूटने के दबाव के 40% से कम और फाइबर-घाव की बोतलों के लिए 20% से कम (5 के सुरक्षा कारक) तक सीमित कर सकते हैं। वाणिज्यिक डिजाइन [[आईएसओ 11439]] मानक को अपनाते हैं।<ref>{{cite web|url=http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=33298 |title=Gas cylinders – High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles |publisher=Iso.org |date=2013-05-27 |access-date=2014-05-11}}</ref> उच्च दबाव वाली बोतलें काफी मजबूत होती हैं जिससे  वे सामान्यता वाहन दुर्घटनाओं में टूट न जाएं।


=== बैटरी के साथ तुलना ===
=== बैटरी के साथ तुलना ===
उन्नत फाइबर-प्रबलित बोतलें ऊर्जा घनत्व के संदर्भ में [[रिचार्जेबल बैटरी]] लेड-एसिड बैटरी के बराबर हैं। बैटरियां अपने पूरे चार्ज स्तर पर लगभग स्थिर वोल्टेज प्रदान करती हैं, जबकि एक [[दबाव पोत]] का उपयोग करते समय पूर्ण से खाली तक दबाव बहुत भिन्न होता है। दबावों की एक विस्तृत श्रृंखला पर उच्च दक्षता और पर्याप्त शक्ति बनाए रखने के लिए वायु इंजनों को डिजाइन करना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है। संपीड़ित हवा बहुत उच्च प्रवाह दर पर बिजली स्थानांतरित कर सकती है, जो विशेष रूप से [[हाइब्रिड वाहन]]ों के लिए परिवहन प्रणालियों के प्रमुख त्वरण और मंदी के उद्देश्यों को पूरा करती है।
उन्नत फाइबर-प्रबलित बोतलें ऊर्जा घनत्व के संदर्भ में [[रिचार्जेबल बैटरी]] लेड-एसिड बैटरी के बराबर हैं। बैटरियां अपने पूरे चार्ज स्तर पर लगभग स्थिर वोल्टेज प्रदान करती हैं, जबकि [[दबाव पोत]] का उपयोग करते समय पूर्ण से खाली तक दबाव बहुत भिन्न होता है। दबावों की विस्तृत श्रृंखला पर उच्च दक्षता और पर्याप्त शक्ति बनाए रखने के लिए वायु इंजनों को डिजाइन करना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है। संपीड़ित हवा बहुत उच्च प्रवाह दर पर बिजली स्थानांतरित कर सकती है, जो विशेष रूप से [[हाइब्रिड वाहन]] के लिए परिवहन प्रणालियों के प्रमुख त्वरण और मंदी के उद्देश्यों को पूरा करती है।


कंप्रेस्ड एयर सिस्टम में पारंपरिक बैटरियों की तुलना में फायदे हैं, जिनमें प्रेशर वेसल्स का लंबा जीवनकाल और कम सामग्री विषाक्तता शामिल है। [[लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी]] केमिस्ट्री पर आधारित नई बैटरी डिज़ाइन इनमें से किसी भी समस्या से ग्रस्त नहीं हैं। संपीड़ित हवा की लागत संभावित रूप से कम है; हालाँकि, उन्नत दबाव वाहिकाओं को विकसित करना महंगा है, और सुरक्षा-परीक्षण और वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादित बैटरियों की तुलना में अधिक महंगा है।
कंप्रेस्ड एयर सिस्टम में पारंपरिक बैटरियों की तुलना में लाभ  हैं, जिनमें प्रेशर वेसल्स का लंबा जीवनकाल और कम सामग्री विषाक्तता सम्मिलित है। [[लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी]] केमिस्ट्री पर आधारित नई बैटरी डिज़ाइन इनमें से किसी भी समस्या से ग्रस्त नहीं हैं। संपीड़ित हवा की लागत संभावित रूप से कम है; चुकीं , उन्नत दबाव वाहिकाओं को विकसित करना महंगा है, और सुरक्षा-परीक्षण और वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादित बैटरियों की तुलना में अधिक महंगा है।


इलेक्ट्रिक स्टोरेज तकनीक की तरह, संपीड़ित हवा केवल उतनी ही स्वच्छ होती है जितनी ऊर्जा का स्रोत जो इसे स्टोर करती है। [[जीवन चक्र मूल्यांकन]] एक पावर ग्रिड पर उत्पादन के दिए गए मिश्रण के साथ संयुक्त ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी से समग्र उत्सर्जन के प्रश्न को संबोधित करता है।
इलेक्ट्रिक स्टोरेज तकनीक की तरह, संपीड़ित हवा केवल उतनी ही स्वच्छ होती है जितनी ऊर्जा का स्रोत जो इसे स्टोर करती है। [[जीवन चक्र मूल्यांकन]] पावर ग्रिड पर उत्पादन के दिए गए मिश्रण के साथ संयुक्त ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी से समग्र उत्सर्जन के प्रश्न को संबोधित करता है।


=== इंजन ===
=== इंजन ===
{{Main|Pneumatic motor}}
{{Main|वायवीय मोटर}}
एक वायवीय मोटर या संपीड़ित-वायु इंजन एक इंजन के पिस्टन को चलाने, [[धुरा]] को घुमाने, या टरबाइन को चलाने के लिए संपीड़ित हवा के विस्तार का उपयोग करता है।
 
वायवीय मोटर या संपीड़ित-वायु इंजन एक इंजन के पिस्टन को चलाने, [[धुरा]] को घुमाने, या टरबाइन को चलाने के लिए संपीड़ित हवा के विस्तार का उपयोग करता है।


निम्नलिखित तरीके दक्षता बढ़ा सकते हैं:
निम्नलिखित तरीके दक्षता बढ़ा सकते हैं:
* उच्च दक्षता पर एक सतत विस्तार टर्बाइन
* उच्च दक्षता पर सतत विस्तार टर्बाइन
* एकाधिक विस्तार चरण
* एकाधिक विस्तार चरण
* अपशिष्ट ताप का उपयोग, विशेष रूप से एक संकर ताप इंजन डिजाइन में
* अपशिष्ट ताप का उपयोग, विशेष रूप से संकर ताप इंजन डिजाइन में
* पर्यावरणीय ताप का उपयोग
* पर्यावरणीय ताप का उपयोग


एक अत्यधिक कुशल व्यवस्था श्रृंखला में उच्च, मध्यम और निम्न दबाव वाले पिस्टन का उपयोग करती है, प्रत्येक चरण के बाद एक एयरब्लास्ट वेंचुरी होती है जो हवा से हवा के हीट एक्सचेंजर पर परिवेशी वायु खींचती है। यह पूर्ववर्ती चरण के निकास को गर्म करता है और इस पहले से गरम हवा को अगले चरण में प्रवेश देता है। प्रत्येक चरण से एकमात्र निकास गैस ठंडी हवा है जो जितनी ठंडी हो सकती है {{convert|−15|°C|°F}}; ठंडी हवा का उपयोग कार में [[एयर कंडीशनिंग]] के लिए किया जा सकता है।<ref name=autogenerated1 />
अत्यधिक कुशल व्यवस्था श्रृंखला में उच्च, मध्यम और निम्न दबाव वाले पिस्टन का उपयोग करती है, प्रत्येक चरण के बाद एएयरब्लास्ट वेंचुरी होती है जो हवा से हवा के हीट एक्सचेंजर पर परिवेशी वायु खींचती है। यह पूर्ववर्ती चरण के निकास को गर्म करता है और इस पहले से गरम हवा को अगले चरण में प्रवेश देता है। प्रत्येक चरण से एकमात्र निकास गैस ठंडी हवा है जो जितनी ठंडी हो सकती है {{convert|−15|°C|°F}}; ठंडी हवा का उपयोग कार में [[एयर कंडीशनिंग]] के लिए किया जा सकता है।<ref name=autogenerated1 />


[[व्हाइटहेड टारपीडो]] के लिए 1904 की तरह ईंधन जलाकर अतिरिक्त गर्मी की आपूर्ति की जा सकती है।<ref>{{cite web|url=http://www.btinternet.com/~philipr/torps.htm |title=A History of the Torpedo The Early Days |publisher=Archive.is |date=1999-09-18 |access-date=2014-05-11 |url-status=dead |archive-url= https://archive.today/20120530070555/http://www.btinternet.com/~philipr/torps.htm |archive-date=May 30, 2012 |df=mdy }}</ref> यह अतिरिक्त ईंधन की कीमत पर दिए गए टैंक वॉल्यूम के लिए उपलब्ध रेंज और गति में सुधार करता है।
[[व्हाइटहेड टारपीडो]] के लिए 1904 की तरह ईंधन जलाकर अतिरिक्त गर्मी की आपूर्ति की जा सकती है।<ref>{{cite web|url=http://www.btinternet.com/~philipr/torps.htm |title=A History of the Torpedo The Early Days |publisher=Archive.is |date=1999-09-18 |access-date=2014-05-11 |url-status=dead |archive-url= https://archive.today/20120530070555/http://www.btinternet.com/~philipr/torps.htm |archive-date=May 30, 2012 |df=mdy }}</ref> यह अतिरिक्त ईंधन की कीमत पर दिए गए टैंक वॉल्यूम के लिए उपलब्ध रेंज और गति में सुधार करता है।


==== कारें ====
==== कारें ====
{{Main|Compressed-air vehicle|Compressed air car}}
{{Main|संपीड़ित हवा वाहन|संपीड़ित हवा वाहन}}
1990 के बाद से कई कंपनियों ने कंप्रेस्ड एयर कार विकसित करने का दावा किया है, लेकिन कोई भी उपलब्ध नहीं है। आमतौर पर मुख्य दावा किए गए लाभ हैं: सड़क के किनारे प्रदूषण नहीं, कम लागत, [[स्नेहन]] के लिए खाना पकाने के तेल का उपयोग, और एकीकृत एयर कंडीशनिंग।
 
1990 के बाद से कई कंपनियों ने कंप्रेस्ड एयर कार विकसित करने का दावा किया है, लेकिन कोई भी उपलब्ध नहीं है। सामान्यतः मुख्य दावा किए गए लाभ हैं सड़क के किनारे प्रदूषण नहीं, कम लागत, [[स्नेहन]] के लिए खाना पकाने के तेल का उपयोग, और एकीकृत एयर कंडीशनिंग है।


वाहन अनुप्रयोगों के लिए एक खाली टैंक को फिर से भरने के लिए आवश्यक समय महत्वपूर्ण है। वॉल्यूम ट्रांसफर पूर्व-संपीड़ित हवा को एक स्थिर टैंक से वाहन टैंक में लगभग तुरंत ले जाता है। वैकल्पिक रूप से, एक स्थिर या ऑन-बोर्ड [[गैस कंप्रेसर]] मांग पर हवा को संपीड़ित कर सकता है, संभवतः कई घंटों की आवश्यकता होती है।
वाहन अनुप्रयोगों के लिए खाली टैंक को फिर से भरने के लिए आवश्यक समय महत्वपूर्ण है। वॉल्यूम ट्रांसफर पूर्व-संपीड़ित हवा को स्थिर टैंक से वाहन टैंक में लगभग तुरंत ले जाता है। वैकल्पिक रूप से,स्थिर या ऑन-बोर्ड [[गैस कंप्रेसर]] मांग पर हवा को संपीड़ित कर सकता है, संभवतः कई घंटों की आवश्यकता होती है।


==== जहाज ====
==== जहाज ====
बड़े [[समुद्री डीजल इंजन]]ों को संपीड़ित हवा का उपयोग करके शुरू किया जाता है, आमतौर पर 20 और 30 बार के बीच बड़ी बोतलों में संग्रहित किया जाता है, जो सीधे पिस्टन पर कार्य करता है, विशेष शुरुआती वाल्व के माध्यम से ईंधन इंजेक्शन शुरू करने से पहले क्रैंकशाफ्ट को चालू करता है। यह व्यवस्था एक इलेक्ट्रिक स्टार्टर मोटर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट और सस्ती है जो इस तरह के पैमाने पर होगी और जहाज के विद्युत जनरेटर और वितरण प्रणाली पर निषेधात्मक भार डाले बिना अत्यंत उच्च शक्ति के आवश्यक फटने की आपूर्ति करने में सक्षम होगी। इंजन को नियंत्रित करने और सिलेंडर निकास वाल्वों पर काम करने वाले वसंत बल के रूप में कार्य करने के लिए और कभी-कभी वायवीय [[पीआईडी ​​​​नियंत्रक]]ों सहित बोर्ड पर अन्य सहायक प्रणालियों और बिजली उपकरणों को संचालित करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग आमतौर पर कम दबाव पर भी किया जाता है। इस दृष्टिकोण का एक फायदा यह है कि विद्युत ब्लैकआउट की स्थिति में, संग्रहीत संपीड़ित हवा द्वारा संचालित जहाज प्रणाली निर्बाध रूप से काम करना जारी रख सकती है, और बिजली की आपूर्ति के बिना जनरेटर को फिर से चालू किया जा सकता है। दूसरा यह है कि बिजली के झटके के जोखिम के बिना आमतौर पर गीले वातावरण में वायवीय उपकरण का उपयोग किया जा सकता है।
बड़े [[समुद्री डीजल इंजन]] को संपीड़ित हवा का उपयोग करके प्रारंभ किया जाता है, सामान्यतः 20 और 30 बार के बीच बड़ी बोतलों में संग्रहित किया जाता है, जो सीधे पिस्टन पर कार्य करता है, विशेष प्रारंभिक  वाल्व के माध्यम से ईंधन इंजेक्शन प्रारंभ करने से पहले क्रैंकशाफ्ट को चालू करता है। यह व्यवस्था इलेक्ट्रिक स्टार्टर मोटर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट और सस्ती है जो इस तरह के पैमाने पर होगी और जहाज के विद्युत जनरेटर और वितरण प्रणाली पर निषेधात्मक भार डाले बिना अत्यंत उच्च शक्ति के आवश्यक फटने की आपूर्ति करने में सक्षम होगी। इंजन को नियंत्रित करने और सिलेंडर निकास वाल्वों पर काम करने वाले वसंत बल के रूप में कार्य करने के लिए और कभी-कभी वायवीय [[पीआईडी ​​​​नियंत्रक]] सहित बोर्ड पर अन्य सहायक प्रणालियों और बिजली उपकरणों को संचालित करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग सामान्यतः कम दबाव पर भी किया जाता है। इस दृष्टिकोण का लाभ यह है कि विद्युत ब्लैकआउट की स्थिति में, संग्रहीत संपीड़ित हवा द्वारा संचालित जहाज प्रणाली निर्बाध रूप से काम करना जारी रख सकती है, और बिजली की आपूर्ति के बिना जनरेटर को फिर से चालू किया जा सकता है। दूसरा यह है कि बिजली के झटके के जोखिम के बिना सामान्यतः गीले वातावरण में वायवीय उपकरण का उपयोग किया जा सकता है।


==== हाइब्रिड वाहन ====
==== हाइब्रिड वाहन ====
{{Main|Hydraulic hybrid vehicle}}
{{Main|हाइड्रोलिक हाइब्रिड वाहन}}
जबकि एयर स्टोरेज सिस्टम अपेक्षाकृत कम बिजली घनत्व और वाहन रेंज प्रदान करता है, इसकी उच्च दक्षता हाइब्रिड वाहनों के लिए आकर्षक है जो एक पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन को मुख्य शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं। पुनर्योजी ब्रेकिंग के लिए और पिस्टन इंजन के चक्र को अनुकूलित करने के लिए वायु भंडारण का उपयोग किया जा सकता है, जो सभी शक्ति/RPM स्तरों पर समान रूप से कुशल नहीं है।
 
जबकि एयर स्टोरेज सिस्टम अपेक्षाकृत कम बिजली घनत्व और वाहन रेंज प्रदान करता है, इसकी उच्च दक्षता हाइब्रिड वाहनों के लिए आकर्षक है जो पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन को मुख्य शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं। पुनर्योजी ब्रेकिंग के लिए और पिस्टन इंजन के चक्र को अनुकूलित करने के लिए वायु भंडारण का उपयोग किया जा सकता है, जो सभी शक्ति आरपीएम स्तरों पर समान रूप से कुशल नहीं है।


रॉबर्ट बॉश GmbH और PSA Peugeot Citroën ने एक हाइब्रिड सिस्टम विकसित किया है जो एक संपीड़ित नाइट्रोजन टैंक से ऊर्जा को स्थानांतरित करने के तरीके के रूप में हाइड्रोलिक्स का उपयोग करता है। ईंधन की खपत में 45% तक की कमी का दावा किया गया है, जो 2.9l/100 km (81 mpg, 69 g) के अनुरूप है {{CO2}}/ किमी) [[Peugeot 208]] जैसे कॉम्पैक्ट फ्रेम के लिए [[नई यूरोपीय ड्राइविंग साइकिल]] (NEDC) पर। सिस्टम को प्रतिस्पर्धी इलेक्ट्रिक और फ्लाईव्हील [[KERS]] सिस्टम की तुलना में बहुत अधिक किफायती होने का दावा किया जाता है और 2016 तक सड़क कारों पर होने की उम्मीद है।<ref>{{cite web|url=http://www.greencarcongress.com/2013/01/psabosch-20130122.html |title=PSA Peugeot Citroën and Bosch developing hydraulic hybrid powertrain for passenger cars; 30% reduction in fuel consumption in NEDC, up to 45% urban; B-segment application in 2016 |publisher=Green Car Congress |date=2013-01-22 |access-date=2014-05-11}}</ref>
रॉबर्ट बॉश जीएमबीएच और पीएसए प्यूज़ो सिट्रोएन ने हाइब्रिड सिस्टम विकसित किया है जो संपीड़ित नाइट्रोजन टैंक से ऊर्जा को स्थानांतरित करने के तरीके के रूप में हाइड्रोलिक्स का उपयोग करता है। ईंधन की खपत में 45% तक की कमी का दावा किया गया है, जो 2.9/100 km (81 एमपीजी, 69 ग्राम) के अनुरूप है {{CO2}} किमी) [[Peugeot 208|प्यूजियट208]] जैसे कॉम्पैक्ट फ्रेम के लिए [[नई यूरोपीय ड्राइविंग साइकिल]] (एनईडीसी) पर सिस्टम को प्रतिस्पर्धी इलेक्ट्रिक और फ्लाईव्हील केर्स सिस्टम की तुलना में बहुत अधिक फायदेमंद होने का दावा किया जाता है और 2016 तक सड़क कारों पर होने की उम्मीद है।<ref>{{cite web|url=http://www.greencarcongress.com/2013/01/psabosch-20130122.html |title=PSA Peugeot Citroën and Bosch developing hydraulic hybrid powertrain for passenger cars; 30% reduction in fuel consumption in NEDC, up to 45% urban; B-segment application in 2016 |publisher=Green Car Congress |date=2013-01-22 |access-date=2014-05-11}}</ref>




=== वायु इंजनों का इतिहास ===
=== वायु इंजनों का इतिहास ===
[[File:Compressed Air Loco.jpg|thumb|1928 और 1961 के बीच [[होमस्टेक माइन (साउथ डकोटा)]] में एच. के. पोर्टर, इंक. द्वारा एक कंप्रेस्ड एयर लोकोमोटिव उपयोग में है।]]केंद्रीकृत, शहर-स्तरीय वितरण के माध्यम से फायरलेस लोकोमोटिव, पंप, ड्रिल और ट्राम को बिजली खनन के लिए 19 वीं शताब्दी के बाद से एयर इंजन का उपयोग किया गया है। [[रसकर]]्स अपने [[आंतरिक दहन इंजन]] (आईसीई) को शुरू करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करते हैं, और बड़े [[डीजल इंजन]]ों में [[वायवीय मोटर]]्स शुरू हो सकते हैं।
[[File:Compressed Air Loco.jpg|thumb|1928 और 1961 के बीच [[होमस्टेक माइन (साउथ डकोटा)]] में एच. के. पोर्टर, इंक. द्वारा कंप्रेस्ड एयर लोकोमोटिव उपयोग में है।]]केंद्रीकृत, शहर-स्तरीय वितरण के माध्यम से 19 वीं शताब्दी से वायु इंजनों का उपयोग इंजनों, पंपों, ड्रिलों और ट्रामों को बिजली देने के लिए किया जाता रहा है। [[रसकर|रेसकार्स]] अपने [[आंतरिक दहन इंजन]] (आईसीई) को शुरू करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करते हैं, और बड़े डीजल इंजनों में वायवीय मोटर्स शुरू हो सकते हैं।


== सिस्टम के प्रकार ==
== सिस्टम के प्रकार ==


=== हाइब्रिड सिस्टम ===
=== हाइब्रिड सिस्टम ===
[[ब्रेटन चक्र]] इंजन आंतरिक दहन इंजन के लिए उपयुक्त ईंधन के साथ हवा को संपीड़ित और गर्म करते हैं। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक गैस या [[बायोगैस]] संपीड़ित हवा को गर्म करती है, और फिर एक पारंपरिक [[गैस टर्बाइन]] इंजन या [[जेट इंजिन]] का पिछला हिस्सा काम करने के लिए इसका विस्तार करता है।
[[ब्रेटन चक्र]] इंजन आंतरिक दहन इंजन के लिए उपयुक्त ईंधन के साथ हवा को संपीड़ित और गर्म करते हैं। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक गैस या [[बायोगैस]] संपीड़ित हवा को गर्म करती है, और फिर पारंपरिक [[गैस टर्बाइन]] इंजन या [[जेट इंजिन]] का पिछला हिस्सा काम करने के लिए इसका विस्तार करता है।


[[संपीड़ित वायु इंजन]] एक [[बैटरी (बिजली)]] को रिचार्ज कर सकते हैं। जाहिरा तौर पर मृत [[ऊर्जा]] ने अपने Pne-PHEV या वायवीय प्लग-इन हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन-प्रणाली को बढ़ावा दिया।{{Citation needed|date=April 2008}}<ref>{{cite web |url=http://www.energine.com/phev/e_phev_03.php |title=Energine PHEV-system schematic |publisher=Energine.com |access-date=2014-05-11 |url-status=dead |archive-url= https://web.archive.org/web/20140513011738/http://www.energine.com/phev/e_phev_03.php |archive-date=May 13, 2014 |df=mdy-all }}</ref>
[[संपीड़ित वायु इंजन]] एक [[बैटरी (बिजली)]] को रिचार्ज कर सकते हैं। मुख्य तौर पर मृत [[ऊर्जा]] ने अपने पी ने-पीएचईवी या वायवीय प्लग-इन हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन-प्रणाली को बढ़ावा दिया।<ref>{{cite web |url=http://www.energine.com/phev/e_phev_03.php |title=Energine PHEV-system schematic |publisher=Energine.com |access-date=2014-05-11 |url-status=dead |archive-url= https://web.archive.org/web/20140513011738/http://www.energine.com/phev/e_phev_03.php |archive-date=May 13, 2014 |df=mdy-all }}</ref>




==== मौजूदा हाइब्रिड सिस्टम ====
==== आधुनिक हाइब्रिड सिस्टम ====
1978 में हंटॉर्फ, जर्मनी और 1991 में मैकिन्टोश, अलबामा, यू.एस. ने हाइब्रिड पावर प्लांट चालू किए।<ref name="DEP1"/><रेफरी नाम = 'new.scientist.com/vol.195 संख्या 2623 पी। 45'>{{cite journal|title=हवा को निचोड़ें: हवा से अधिक बिजली प्राप्त करना चाहते हैं? चाबी हमारे पैरों के नीचे है|journal=New Scientist |date=November 17, 2007 |first=Daniel|last=Pendick |volume=195|issue=2623|page=4 |url=https://www.newscientist.com/channel/earth/mg19526231.700-rocks-could-be-novel-store-for-wind-energy.html |access-date=November 17, 2007 }}</ref> दोनों प्रणालियाँ वायु संपीड़न के लिए ऑफ-पीक ऊर्जा का उपयोग करती हैं और बिजली उत्पादन चरण के दौरान संपीड़ित हवा में प्राकृतिक गैस जलाती हैं।
1978 में हंटॉर्फ, जर्मनी और 1991 में मैकिन्टोश, अलबामा, यू.एस. ने हाइब्रिड पावर प्लांट चालू किए।<ref name="DEP1"/>


==== फ्यूचर हाइब्रिड सिस्टम ====
==== फ्यूचर हाइब्रिड सिस्टम ====
आयोवा स्टोर्ड एनर्जी पार्क (ISEP) कैवर्न स्टोरेज के बजाय एक्वीफर स्टोरेज का उपयोग करेगा। [[जलभृत]] में पानी के विस्थापन के परिणामस्वरूप पानी के निरंतर हाइड्रोस्टेटिक दबाव द्वारा वायु दबाव का नियमन होता है। ISEP के एक प्रवक्ता का दावा है, यदि आप पर लगातार दबाव है तो आप बेहतर दक्षता के लिए अपने उपकरणों का अनुकूलन कर सकते हैं। <रेफरी नाम= new.scientist.com/vol.195 no.2623 पृ. 45 /> मैकिन्टोश और आयोवा सिस्टम का पावर आउटपुट 2–300 मेगावाट की सीमा में है।
आयोवा स्टोर्ड एनर्जी पार्क (आईएसईपी) कैवर्न स्टोरेज के अतिरिक्त एक्वीफर स्टोरेज का उपयोग करेगा। [[जलभृत]] में पानी के विस्थापन के परिणामस्वरूप पानी के निरंतर हाइड्रोस्टेटिक दबाव द्वारा वायु दबाव का नियमन होता है। आईएसईपी के एक प्रवक्ता का कहना है, यदि आप पर लगातार दबाव है तो आप अच्छी दक्षता के लिए अपने उपकरणों का अनुकूलन कर सकते हैं।  
 
नॉर्टन, ओहियो में अतिरिक्त सुविधाओं का विकास किया जा रहा है। [[FirstEnergy|प्रथमऊर्जा]], एक्रोन, ओहियो इलेक्ट्रिक यूटिलिटी, ने नवंबर 2009 में 2,700 मेगावाट नॉर्टन परियोजना के विकास अधिकार प्राप्त किए।<ref>{{cite web|url= http://www.firstenergycorp.com/NewsReleases/2009-11-23%20Norton%20Project.pdf |title=FirstEnergy Corp. Home |publisher=Firstenergycorp.com |date=2014-03-20 |access-date=2014-05-11}}</ref>
 
रिकास2020 परियोजना गर्मी वसूली के साथ एडियाबेटिक सीएईएस के लिए परित्यक्त खदान का उपयोग करने का प्रयास करती है। संपीड़न गर्मी ढीले पत्थरों से भरे सुरंग खंड में संग्रहित होती है, इसलिए मुख्य दबाव भंडारण कक्ष में प्रवेश करते समय संपीड़ित हवा लगभग ठंडी होती है। जब सतह टरबाइन के माध्यम से वापस छोड़ा जाता है, तो ठंडी संपीड़ित हवा पत्थरों में संग्रहीत गर्मी को पुनः प्राप्त करती है, जिससे उच्च समग्र दक्षता प्राप्त होती है।<ref>{{cite web|url= http://www.ricas2020.eu/project-objectives/ |title=Project Objectives|work=RICAS |access-date=20 February 2017}}</ref><ref>{{cite web|url= https://www.tu.no/artikler/forskning-luft-kan-bli-verdens-neste-batteri/376666 |title=FORSKNING: Luft kan bli verdens neste "batteri"|work=[[Teknisk Ukeblad]] |date=February 20, 2017|access-date=20 February 2017}}</ref> दो-चरण की प्रक्रिया में लगभग 70% की सैद्धांतिक उच्च दक्षता होती है।<ref>{{cite journal |last1=Wang |first1=Jidai |last2=Lu |first2=Kunpeng |last3=Ma |first3=Lan |last4=Wang |first4=Jihong |last5=Dooner |first5=Mark |last6=Miao |first6=Shihong |last7=Li |first7=Jian |last8=Wang |first8=Dan |title=Overview of Compressed Air Energy Storage and Technology Development |journal=Energies |date=13 July 2017 |volume=10 |issue=7 |pages=991 |doi=10.3390/en10070991|doi-access=free }}</ref>


नॉर्टन, ओहियो में अतिरिक्त सुविधाओं का विकास किया जा रहा है। [[FirstEnergy]], एक एक्रोन, ओहियो इलेक्ट्रिक यूटिलिटी, ने नवंबर 2009 में 2,700 मेगावाट नॉर्टन परियोजना के विकास अधिकार प्राप्त किए।<ref>{{cite web|url= http://www.firstenergycorp.com/NewsReleases/2009-11-23%20Norton%20Project.pdf |title=FirstEnergy Corp. Home |publisher=Firstenergycorp.com |date=2014-03-20 |access-date=2014-05-11}}</ref>
RICAS2020 परियोजना गर्मी वसूली के साथ एडियाबेटिक सीएईएस के लिए एक परित्यक्त खदान का उपयोग करने का प्रयास करती है। संपीड़न गर्मी ढीले पत्थरों से भरे एक सुरंग खंड में संग्रहित होती है,<!--temperature gradient--> इसलिए मुख्य दबाव भंडारण कक्ष में प्रवेश करते समय संपीड़ित हवा लगभग ठंडी होती है। जब एक सतह टरबाइन के माध्यम से वापस छोड़ा जाता है, तो ठंडी संपीड़ित हवा पत्थरों में संग्रहीत गर्मी को पुनः प्राप्त करती है, जिससे उच्च समग्र दक्षता प्राप्त होती है।<ref>{{cite web|url= http://www.ricas2020.eu/project-objectives/ |title=Project Objectives|work=RICAS |access-date=20 February 2017}}</ref><ref>{{cite web|url= https://www.tu.no/artikler/forskning-luft-kan-bli-verdens-neste-batteri/376666 |title=FORSKNING: Luft kan bli verdens neste "batteri"|work=[[Teknisk Ukeblad]] |date=February 20, 2017|access-date=20 February 2017}}</ref> दो-चरण की प्रक्रिया में लगभग 70% की सैद्धांतिक उच्च दक्षता होती है।<ref>{{cite journal |last1=Wang |first1=Jidai |last2=Lu |first2=Kunpeng |last3=Ma |first3=Lan |last4=Wang |first4=Jihong |last5=Dooner |first5=Mark |last6=Miao |first6=Shihong |last7=Li |first7=Jian |last8=Wang |first8=Dan |title=Overview of Compressed Air Energy Storage and Technology Development |journal=Energies |date=13 July 2017 |volume=10 |issue=7 |pages=991 |doi=10.3390/en10070991|doi-access=free }}</ref>




=== झील या समुद्र का भंडारण ===
=== झील या समुद्र का भंडारण ===
झीलों और महासागरों में गहरा पानी उच्च दबाव वाले जहाजों या नमक की गुफाओं या जलभृतों में ड्रिलिंग की आवश्यकता के बिना दबाव प्रदान कर सकता है।<ref name='caes.aquifer'>{{cite web |url=http://www.wapa.gov/es/pubs/ESB/2003/03Aug/esb084.htm |title=Wind plus compressed air equals efficient energy storage in Iowa proposal |access-date=April 29, 2008 |work=Energy Services Bulletin website |publisher=Western Area Power Administration |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080509104206/http://www.wapa.gov/es/pubs/esb/2003/03Aug/esb084.htm |archive-date=May 9, 2008 |df=mdy-all }}</ref> हवा सस्ते, लचीले कंटेनरों में चली जाती है जैसे कि गहरी झीलों में नीचे प्लास्टिक की थैलियाँ या समुद्र के किनारे खड़ी बूंदों के साथ। बाधाओं में उपयुक्त स्थानों की सीमित संख्या और सतह और कंटेनरों के बीच उच्च दबाव वाली पाइपलाइनों की आवश्यकता शामिल है। चूंकि कंटेनर बहुत सस्ते होंगे, अधिक दबाव (और अधिक गहराई) की आवश्यकता उतनी महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है। इस अवधारणा पर निर्मित प्रणालियों का एक प्रमुख लाभ यह है कि चार्ज और डिस्चार्ज दबाव गहराई का एक निरंतर कार्य है। [[कार्नोट हीट इंजन]] की अक्षमताओं को बिजली संयंत्र में कम किया जा सकता है। कई चार्ज और डिस्चार्ज चरणों का उपयोग करके और सस्ते ताप स्रोतों और सिंक जैसे नदियों के ठंडे पानी या [[सौर तालाब]]ों के गर्म पानी का उपयोग करके कार्नाट दक्षता को बढ़ाया जा सकता है। आदर्श रूप से, सिस्टम को बहुत चतुर होना चाहिए - उदाहरण के लिए, गर्मी के दिनों में पंप करने से पहले हवा को ठंडा करके।<ref>[http://www.google.com/patents?id=uno9AAAAEBAJ&dq=4873828 Prior art]. Oliver Laing et al. Energy storage for off-peak electricity. United States Patent No. 4873828.</ref>
झीलों और महासागरों में गहरा पानी उच्च दबाव वाले जहाजों या नमक की गुफाओं या जलभृतों में छेद करनेवाला की आवश्यकता के बिना दबाव प्रदान कर सकता है।<ref name='caes.aquifer'>{{cite web |url=http://www.wapa.gov/es/pubs/ESB/2003/03Aug/esb084.htm |title=Wind plus compressed air equals efficient energy storage in Iowa proposal |access-date=April 29, 2008 |work=Energy Services Bulletin website |publisher=Western Area Power Administration |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080509104206/http://www.wapa.gov/es/pubs/esb/2003/03Aug/esb084.htm |archive-date=May 9, 2008 |df=mdy-all }}</ref> हवा सस्ते, लचीले कंटेनरों में चली जाती है जैसे कि गहरी झीलों में नीचे प्लास्टिक की थैलियाँ या समुद्र के किनारे खड़ी बूंदों के साथ। बाधाओं में उपयुक्त स्थानों की सीमित संख्या और सतह और कंटेनरों के बीच उच्च दबाव वाली पाइपलाइनों की आवश्यकता सम्मिलित है। चूंकि कंटेनर बहुत सस्ते होंगे, अधिक दबाव (और अधिक गहराई) की आवश्यकता उतनी महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है। इस अवधारणा पर निर्मित प्रणालियों का प्रमुख लाभ यह है कि चार्ज और डिस्चार्ज दबाव गहराई का निरंतर कार्य है। [[कार्नोट हीट इंजन]] की अक्षमताओं को बिजली संयंत्र में कम किया जा सकता है। कई चार्ज और डिस्चार्ज चरणों का उपयोग करके और सस्ते ताप स्रोतों और सिंक जैसे नदियों के ठंडे पानी या [[सौर तालाब]] के गर्म पानी का उपयोग करके कार्नाट दक्षता को बढ़ाया जा सकता है। आदर्श रूप से, सिस्टम को बहुत तेज़ होना चाहिए - उदाहरण के लिए, गर्मी के दिनों में पंप करने से पहले हवा को ठंडा करके।<ref>[http://www.google.com/patents?id=uno9AAAAEBAJ&dq=4873828 Prior art]. Oliver Laing et al. Energy storage for off-peak electricity. United States Patent No. 4873828.</ref>
एक पनबिजली प्रणाली को चलाने के लिए संपीड़ित गैस का उपयोग किया जाता है, तो एक लगभग [[आइसोबैरिक प्रक्रिया]] समाधान संभव है। हालांकि, इस समाधान के लिए भूमि पर स्थित बड़े दबाव वाले टैंकों (साथ ही पानी के नीचे के एयरबैग) की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, हाइड्रोजन गैस पसंदीदा तरल पदार्थ है क्योंकि अन्य गैसें अपेक्षाकृत मामूली गहराई (जैसे 500 मीटर) पर भी पर्याप्त हाइड्रोस्टेटिक दबावों से ग्रस्त हैं।
 
पनबिजली प्रणाली को चलाने के लिए संपीड़ित गैस का उपयोग किया जाता है, तो लगभग [[आइसोबैरिक प्रक्रिया]] समाधान संभव है। चुकीं , इस समाधान के लिए भूमि पर स्थित बड़े दबाव वाले टैंकों (साथ ही पानी के नीचे के एयरबैग) की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, हाइड्रोजन गैस प्रिय तरल पदार्थ है क्योंकि अन्य गैसें अपेक्षाकृत सामान्य गहराई (जैसे 500 मीटर) पर भी पर्याप्त हाइड्रोस्टेटिक दबावों से ग्रस्त हैं।
 
यूरोपीय इलेक्ट्रिकल यूटिलिटी कंपनी ई ओएन ने अंडरसी एयर स्टोरेज बैग विकसित करने के लिए €1.4 मिलियन (£1.1 मिलियन) की फंडिंग दी है।<ref>{{cite web|url=http://www.nottingham.ac.uk/news/pressreleases/2008/june/energybagsandsuperbatteries.aspx |title=Energy bags and super batteries|date=June 18, 2008|publisher=Nottingham University|url-status=dead|archive-url= https://web.archive.org/web/20110203142906/http://www.nottingham.ac.uk/news/pressreleases/2008/june/energybagsandsuperbatteries.aspx |archive-date=February 3, 2011|df=mdy-all}}</ref><ref>{{cite news|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/england/nottinghamshire/7315059.stm |title=The man making 'wind bags'|date=March 26, 2008|publisher=BBC}}</ref> कनाडा में हाइड्रोस्टोर 1 से 4 मेगावाट के पैमाने पर प्रारंभ होने वाले संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण के लिए पानी के नीचे भंडारण संचायक की वाणिज्यिक प्रणाली विकसित कर रहा है।<ref>{{cite web|url=https://techcrunch.com/2011/07/09/hydrostor-power-storage-under-water |title=How Hydrostor Aims To Change The Power Game By Storing Energy Under Water|date=July 9, 2011|publisher=[[TechCrunch]]}}</ref>


यूरोपीय इलेक्ट्रिकल यूटिलिटी कंपनी E.ON ने अंडरसी एयर स्टोरेज बैग विकसित करने के लिए €1.4 मिलियन (£1.1 मिलियन) की फंडिंग प्रदान की है।<ref>{{cite web|url=http://www.nottingham.ac.uk/news/pressreleases/2008/june/energybagsandsuperbatteries.aspx |title=Energy bags and super batteries|date=June 18, 2008|publisher=Nottingham University|url-status=dead|archive-url= https://web.archive.org/web/20110203142906/http://www.nottingham.ac.uk/news/pressreleases/2008/june/energybagsandsuperbatteries.aspx |archive-date=February 3, 2011|df=mdy-all}}</ref><ref>{{cite news|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/england/nottinghamshire/7315059.stm |title=The man making 'wind bags'|date=March 26, 2008|publisher=BBC}}</ref> कनाडा में हाइड्रोस्टोर 1 से 4 मेगावाट के पैमाने पर शुरू होने वाले संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण के लिए पानी के नीचे भंडारण संचायक की एक वाणिज्यिक प्रणाली विकसित कर रहा है।<ref>{{cite web|url=https://techcrunch.com/2011/07/09/hydrostor-power-storage-under-water |title=How Hydrostor Aims To Change The Power Game By Storing Energy Under Water|date=July 9, 2011|publisher=[[TechCrunch]]}}</ref>
उत्तरी आयरलैंड में पानी के नीचे की गुफाओं में किसी प्रकार के संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण की योजना है।<ref>{{cite news|url=https://www.bbc.com/news/av/science-environment-34498979/controversial-compressed-air-underwater-cave-energy-project |title=Can energy be stored in air-filled caves?|work=BBC News|date=October 11, 2015|access-date=July 29, 2018}}</ref>
उत्तरी आयरलैंड में पानी के नीचे की गुफाओं में किसी प्रकार के संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण की योजना है।<ref>{{cite news|url=https://www.bbc.com/news/av/science-environment-34498979/controversial-compressed-air-underwater-cave-energy-project |title=Can energy be stored in air-filled caves?|work=BBC News|date=October 11, 2015|access-date=July 29, 2018}}</ref>




=== लगभग इज़ोटेर्मल संपीड़न ===
=== लगभग इज़ोटेर्मल संपीड़न ===
[[File:Crowley's isothermal compressor & expander.jpg|thumb|upright=1.5|एक लगभग समतापीय संपीडक और विस्तारक के आरेखीय दृश्य। पिस्टन के साथ बायाँ दृश्य पूरी तरह से पीछे हट गया, दायाँ दृश्य पिस्टन के साथ पूरी तरह से सम्मिलित हो गया।]]लगभग इज़ोटेर्मल संपीड़न के कई तरीके विकसित किए जा रहे हैं। द्रव यांत्रिकी में एक प्रणाली होती है जिसमें एक गर्मी अवशोषित करने वाली और रिलीज करने वाली संरचना (HARS) होती है जो एक प्रत्यागामी पिस्टन से जुड़ी होती है।<ref>{{cite web |url=http://www.fluidmechanics.co.uk/isothermal-compression/ |title=Near Isothermal Compression and Expansion |date=May 28, 2015 |access-date=July 29, 2018}}</ref> लाइट सेल एक पानी के स्प्रे को एक पारस्परिक सिलेंडर में इंजेक्ट करता है।{{citation needed|date=July 2018}} SustainX सेमी-कस्टम, 120 आरपीएम कंप्रेसर/एक्सपैंडर के अंदर हवा-पानी फोम मिश्रण का उपयोग करता है।<ref>{{cite web|url=https://www.smartgrid.gov/files/Final-Technical-Report-SustainX_DE-OE0000231.pdf |title=Technology Performance Report, SustainX Smart Grid Program |author=B R Bollinger |publisher=SustainX Inc |date=April 1, 2015}}</ref> ये सभी प्रणालियां सुनिश्चित करती हैं कि संपीड़न की गति की तुलना में हवा उच्च तापीय विसारकता के साथ संपीड़ित है। आमतौर पर ये कंप्रेशर्स 1000 rpm तक की गति से चल सकते हैं। उच्च ऊष्मीय विसारकता सुनिश्चित करने के लिए, एक गैस अणु की ऊष्मा-अवशोषित सतह से औसत दूरी लगभग 0.5 मिमी होती है। ये लगभग इज़ोटेर्मल कम्प्रेसर भी लगभग आइसोथर्मल विस्तारक के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं और सीएईएस की राउंड-ट्रिप दक्षता में सुधार के लिए विकसित किए जा रहे हैं।
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== यह भी देखें ==
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== बाहरी कड़ियाँ ==
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* Compressed Air System of Paris – technical notes [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris.html Part 1] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-2.html Part 2] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-3.html Part 3] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-4.html Part 4] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-5.html Part 5] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-6.html Part 6 ] (Special supplement, Scientific American, 1921)
* Compressed Air System of Paris – technical notes [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris.html Part 1] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-2.html Part 2] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-3.html Part 3] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-4.html Part 4] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-5.html Part 5] [http://chestofbooks.com/crafts/scientific-american/sup6/The-Compressed-Air-System-Of-Paris-Part-6.html Part 6] (Special supplement, Scientific American, 1921)
* [http://www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2001/norton.htm Solution to some of country's energy woes might be little more than hot air] ([[Sandia National Labs]], [[United States Department of Energy|DoE]]).
* [http://www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2001/norton.htm Solution to some of country's energy woes might be little more than hot air] ([[Sandia National Labs]], [[United States Department of Energy|DoE]]).
* MSNBC article, [http://www.nbcnews.com/id/10695864 Cities to Store Wind Power for Later Use], January 4, 2006
* MSNBC article, [http://www.nbcnews.com/id/10695864 Cities to Store Wind Power for Later Use], January 4, 2006
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पेरिस मेट्रो में डीजल जनरेटर सेट प्रारंभ करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक दबाव वाला एयर टैंक

संपीड़ित हवा ऊर्जा भंडारण (सीएईएस) संपीड़ित हवा का उपयोग करके बाद में उपयोग के लिए ऊर्जा भंडारण की विधि है। सार्वजनिक उपयोगिता पैमाने पर, कम मांग की अवधि के समय उत्पन्न ऊर्जा को पीक लोड अवधि के समय जारी किया जा सकता है।[1]

पहली यूटिलिटी-स्केल सीएईएस परियोजना हंटॉर्फ, जर्मनी में बनाई गई है और अभी भी चालू है।[2] हंटॉर्फ संयंत्र को प्रारंभ में जीवाश्म ईंधन पावर स्टेशन के लिए लोड बैलेंसर के रूप में विकसित किया गया था।[3] फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा जैसे अत्यधिक आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों में सहायता करने के लिए बिजली की मांग में उतार-चढ़ाव को पूरा करना।[4]

बड़े पैमाने पर डिजाइन में सतत चुनौती तापीय ऊर्जा का प्रबंधन है क्योंकि हवा के संपीड़न से अवांछित जूल-थॉम्पसन प्रभाव होता है जो न केवल परिचालन क्षमता को कम करता है बल्कि हानि भी पहुंचा सकता है। विभिन्न आर्किटेक्चर के बीच मुख्य अंतर थर्मल इंजीनियरिंग में है। दूसरी ओर, आग रहित लोकोमोटिव के प्रणोदन के रूप में लघु-स्तरीय प्रणालियों का लंबे समय से उपयोग किया जाता रहा है। पारंपरिक बैटरियों की तुलना में, सिस्टम लंबे समय तक ऊर्जा को स्टोर कर सकते हैं और कम रखरखाव करते हैं।

प्रकार

वायु के संपीडन से ऊष्मा उत्पन्न होती है; संपीड़न के बाद हवा गर्म होती है। विस्तार गर्मी को दूर करता है। यदि कोई अतिरिक्त गर्मी नहीं जोड़ी जाती है, तो विस्तार के बाद हवा बहुत ठंडी हो जाएगी। यदि संपीड़न के समय उत्पन्न गर्मी को संग्रहीत किया जा सकता है और विस्तार के समय उपयोग किया जा सकता है, तो भंडारण की दक्षता में काफी सुधार होता है।[5] ऐसे कई विधिया हैं जिनमें सीएईएस प्रणाली गर्मी से निपट सकती है। वायु भंडारण स्थिरोष्म, डायबैटिक, इज़ोटेर्मल या निकट-इज़ोटेर्मल हो सकता है।

रुद्धोष्म

एडियाबेटिक स्टोरेज संपीड़न द्वारा उत्पादित ऊर्जा को संग्रहीत करना जारी रखता है और इसे हवा में भेजता है क्योंकि यह शक्ति उत्पन्न करने के लिए विस्तारित होता है। यह चालू अध्ययन का विषय है, जिसमें 2015 तक उपयोगिता-स्तर के संयंत्र नहीं हैं। रुद्धोष्म भंडारण की सैद्धांतिक ऊर्जा रूपांतरण दक्षता पूर्ण इन्सुलेशन के साथ 100% तक पहुंचती है, लेकिन व्यवहार में, राउंड ट्रिप दक्षता 70% होने की उम्मीद है।[6] गर्मी को कंक्रीट या पत्थर जैसे ठोस में, या गर्म तेल (300 °सेल्सीयस तक) या पिघले हुए नमक के घोल (600 °सेल्सीयस) जैसे द्रव में संग्रहित किया जा सकता है। गर्म पानी में गर्मी का भंडारण लगभग 65% दक्षता प्राप्त कर सकता है।[7]

पैक्ड बेड को A-* सिस्टम के लिए थर्मल स्टोरेज यूनिट के रूप में प्रस्तावित किया गया है। एक खोज [8] भरा हुआ बिस्तर थर्मल एनर्जी स्टोरेज का उपयोग करके संख्यात्मक रूप से रुद्धोष्म संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण प्रणाली का अनुकरण किया। निरंतर संचालन के द्वारा सिम्युलेटेड सिस्टम की दक्षता की गणना 70.5% और 71% के बीच की गई थी।

डायबिटिक

डायबिटिक स्टोरेज इंटर कूलर इस प्रकार इज़ोटेर्मल कम्प्रेशन के पास के साथ संपीड़न की गर्मी को कचरे के रूप में वातावरण में फैला देता है, अनिवार्य रूप से संपीड़न के काम को करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को बर्बाद कर देता है। भंडारण से हटाने पर, इस संपीड़ित हवा का तापमान इस हवा में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा का संकेतक है। परिणामस्वरूप, यदि ऊर्जा वसूली प्रक्रिया के लिए हवा का तापमान बहुत कम है, तो विद्युत जनरेटर को बिजली देने के लिए टर्बाइन में विस्तार से पहले हवा को काफी हद तक फिर से गरम किया जाना चाहिए। उपयोगिता-श्रेणी के भंडारण के लिए या गर्म धातु द्रव्यमान के साथ प्राकृतिक गैस से चलने वाले बर्नर के साथ यह पुन: ताप पूरा किया जा सकता है। जब नवीकरणीय स्रोत शांत होते हैं, तो पुनर्प्राप्ति की सबसे अधिक आवश्यकता होती है, व्यर्थ गर्मी के लिए ईंधन को जलाया जाना चाहिए। यह भंडारण-पुनर्प्राप्ति चक्र की दक्षता को कम करता है। जबकि यह दृष्टिकोण अपेक्षाकृत सरल है, ईंधन के जलने से पुनर्प्राप्त विद्युत ऊर्जा की लागत बढ़ जाती है और अधिकांश नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से जुड़े पारिस्थितिक लाभों से समझौता होता है। फिर भी, यह अब तक एकमात्र ऐसी प्रणाली है जिसे व्यावसायिक रूप से लागू किया गया है।

मैकिंटोश,अलबामा सीएईएस संयंत्र को 2.5 एमजे बिजली और 1.2 एमजे कम ताप मान (एलएचवी) गैस की आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा उत्पादन के प्रत्येक एमजे के लिए लगभग 27% की ऊर्जा पुनर्प्राप्ति दक्षता के अनुरूप है।[9] एक सामान्य इलेक्ट्रिक 7एफए 2x1 संयुक्त चक्र संयंत्र, संचालन में सबसे कुशल प्राकृतिक गैस संयंत्रों में से एक, उत्पन्न प्रति एमजे 1.85 एमजे (एलएचवी) गैस का उपयोग करता है,[10] 54% थर्मल दक्षता होती है।

समतापी

इज़ोटेर्मल संपीड़न और विस्तार दृष्टिकोण पर्यावरण के लिए निरंतर ताप विनिमय द्वारा ऑपरेटिंग तापमान को बनाए रखने का प्रयास करते हैं। प्रत्यागामी संपीडक में, यह महीन पिस्टन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है [11] और कम चक्र गति।[12] प्रभावी ताप विनिमायकों में वर्तमान चुनौतियों का अर्थ है कि वे केवल निम्न शक्ति स्तरों के लिए ही व्यावहारिक हैं। समतापीय ऊर्जा भंडारण की सैद्धांतिक दक्षता पर्यावरण के लिए सही गर्मी हस्तांतरण के लिए 100% तक पहुंचती है। व्यवहार में, इनमें से कोई भी सही उष्मागतिक चक्र प्राप्त करने योग्य नहीं है, क्योंकि कुछ गर्मी के हानि अपरिहार्य हैं, जिससे लगभग समतापीय प्रक्रिया होती है।

निकट-इज़ोटेर्मल

नियर-इज़ोटेर्मल कम्प्रेशन (और विस्तार) ऐसी प्रक्रिया है जिसमें गैस को बड़े असंपीड्य थर्मल द्रव्यमान जैसे गर्मी अवशोषित करने और रिलीज करने वाली संरचना (हार्स) या पानी के स्प्रे के बहुत निकट से संपीड़ित किया जाता है।[13] हार्स सामान्यतः समानांतर पंखों की श्रृंखला से बना होता है। जैसे ही गैस संकुचित होती है, संपीड़न की ऊष्मा तेजी से तापीय द्रव्यमान में स्थानांतरित हो जाती है, इसलिए गैस का तापमान स्थिर हो जाता है। थर्मल द्रव्यमान के तापमान को बनाए रखने के लिए बाहरी शीतलन सर्किट का उपयोग किया जाता है।

इज़ोटेर्मल दक्षता (जेड)[14] एडियाबेटिक और इज़ोटेर्माल प्रक्रिया के बीच की प्रक्रिया कहाँ स्थित है, इसका एक उपाय है। यदि दक्षता 0% है, तो यह पूरी तरह से रूद्धोष्म है; 100% की दक्षता के साथ, यह पूरी तरह से इज़ोटेर्मल है। सामान्यतः निकट-इज़ोटेर्मल प्रक्रिया के साथ, 90-95% की एक इज़ोटेर्मल दक्षता की उम्मीद की जा सकती है।

अन्य

इज़ोटेर्मल सीएईएस का कार्यान्वयन श्रृंखला में उच्च, मध्यम और निम्न दबाव पिस्टन का उपयोग करता है। प्रत्येक चरण के बाद एयरब्लास्ट वेंटुरी पंप होता है जो प्रत्येक विस्तार चरण के बीच हवा से हवा (या हवा से समुद्री जल) हीट एक्सचेंजर पर परिवेशी वायु खींचता है। प्रारंभिक संपीड़ित हवा टारपीडो डिजाइनों ने समान दृष्टिकोण का उपयोग किया, हवा के लिए समुद्री जल को प्रतिस्थापित किया। वेंचुरी पूर्ववर्ती चरण की निकास गैस को गर्म करता है और इस पहले से गरम हवा को अगले चरण में प्रवेश देता है। एच. के. पोर्टर, इंक. के खनन लोकोमोटिव जैसे विभिन्न संपीड़ित वायु वाहनों में इस दृष्टिकोण को व्यापक रूप से अपनाया गया था[15] और ट्राम में।[16] यहाँ संपीडन की ऊष्मा प्रभावी रूप से वायुमंडल (या समुद्र) में संग्रहित होती है और बाद में वापस लौट आती है।[citation needed]


कम्प्रेसर और विस्तारक

बिजली से चलने वाले टर्बोचार्जर टर्बो-कंप्रेसर्स और टर्बो विस्तारक के साथ संपीड़न किया जा सकता है[17] या बिजली पैदा करने के लिए बिजली के जनरेटर चलाने वाले वायु इंजन के साथ विस्तार किया जा सकता है।

भंडारण

भंडारण की थर्मोडायनामिक स्थितियों और उपयोग की जाने वाली तकनीक पर वायु भंडारण वाहिकाओं में भिन्नता है:

  1. लगातार मात्रा में भंडारण (समाधान खनन गुफाओं, ऊपर के जहाजों, जलवाही स्तर, मोटर वाहन अनुप्रयोगों,आदि)
  2. लगातार दबाव भंडारण (पानी के नीचे दबाव वाहिकाओं, संकर पंप हाइड्रो-संपीड़ित हवा भंडारण)

निरंतर मात्रा भंडारण

यह भंडारण प्रणाली बड़ी मात्रा में हवा को संग्रहित करने के लिए विशिष्ट सीमाओं वाले कक्ष का उपयोग करती है। इसका अर्थ थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से है कि यह प्रणाली स्थिर-आयतन और चर-दबाव प्रणाली है। यह कंप्रेशर्स और टर्बाइनों के लिए कुछ परिचालन समस्याओं का कारण बनता है, इसलिए दबाव भिन्नताओं को निश्चित सीमा से नीचे रखना पड़ता है, जैसा कि भंडारण जहाजों पर प्रेरित तनाव होता है।[18]

भंडारण पोत अक्सर एक प्राकृतिक गैस भंडारण होता है # समाधान खनन द्वारा निर्मित नमक गठन (नमक को निष्कर्षण के लिए पानी में भंग कर दिया जाता है) रेफरी> http://www.answers.com/topic/solution-mining?cat=technology; "नमक के लिए समाधान खनन". Archived from the original on October 17, 2007. Retrieved October 26, 2007.</रेफरी> या एक परित्यक्त खदान का उपयोग करके; झरझरा और पारगम्य रॉक संरचनाओं का उपयोग (चट्टानें जिनमें आपस में छेद होते हैं, जिनके माध्यम से तरल या हवा गुजर सकती है), जैसे कि जिनमें प्राकृतिक गैस के भंडार पाए जाते हैं, का भी अध्ययन किया गया है। [19]

कुछ मामलों में, जमीन के ऊपर पाइपलाइन का भंडारण प्रणाली के रूप में परीक्षण किया गया, जिससे कुछ अच्छे परिणाम मिले। जाहिर है, प्रणाली की लागत अधिक है, लेकिन इसे जहां कहीं भी डिजाइनर चुनता है, वहां रखा जा सकता है, जबकि एक भूमिगत प्रणाली को कुछ विशेष भूगर्भिक संरचनाओं (नमक के गुंबद, एक्वीफर, घटते गैस क्षेत्र, आदि) की आवश्यकता होती है।[18]


लगातार दबाव भंडारण

इस मामले में, भंडारण पोत को निरंतर दबाव में रखा जाता है, जबकि गैस एक चर-आयतन वाले बर्तन में समाहित होती है। कई प्रकार के भंडारण जहाजों का प्रस्ताव किया गया है। हालांकि, परिचालन की स्थिति एक ही सिद्धांत का पालन करती है: भंडारण पोत सैकड़ों मीटर पानी के नीचे स्थित होता है, और भंडारण पोत के ऊपर पानी के स्तंभ का हाइड्रोस्टेटिक दबाव वांछित स्तर पर दबाव बनाए रखता है।

यह कॉन्फ़िगरेशन अनुमति देता है:

  • भंडारण प्रणाली की ऊर्जा घनत्व में सुधार क्योंकि निहित सभी हवा का उपयोग किया जा सकता है (दबाव सभी चार्ज स्थितियों में स्थिर है, पूर्ण या खाली है, इसलिए टरबाइन को इसका शोषण करने में कोई समस्या नहीं है, जबकि निरंतर-वॉल्यूम सिस्टम के साथ यदि दबाव हो एक सुरक्षा सीमा से नीचे जाता है जिसे सिस्टम को रोकने की जरूरत है)।
  • टर्बोमशीनरी की दक्षता में सुधार, जो निरंतर-इनलेट परिस्थितियों में काम करेगा।
  • सीएईएस संयंत्र (तटीय रेखाएं, फ्लोटिंग प्लेटफॉर्म इत्यादि) की स्थिति के लिए विभिन्न भौगोलिक स्थानों का उपयोग।[20]

दूसरी ओर, इस भंडारण प्रणाली की लागत चयनित जल जलाशय (अधिकतर समुद्र या महासागर) के तल पर भंडारण पोत की स्थिति की आवश्यकता के कारण और स्वयं पोत की लागत के कारण अधिक होती है।[20]

अलग दृष्टिकोण में पानी के अतिरिक्त कई मीटर रेत के नीचे दबे बड़े बैग को दफनाना सम्मिलित है।[21]

प्लांट लोड प्रबंधन पर काम करते हैं | पीक-शेविंग दैनिक चक्र, रात में चार्ज करना और दिन के समय डिस्चार्ज करना। प्रशांत उत्तर पश्चिमी राष्ट्रीय प्रयोगशाला द्वारा निकाली जा रही ऊर्जा की मात्रा को बढ़ाने के लिए प्राकृतिक गैस या भूतापीय ताप का उपयोग करके संपीड़ित हवा को गर्म करना।[19]

संपीड़ित-वायु ऊर्जा भंडारण को छोटे पैमाने पर भी नियोजित किया जा सकता है, जैसे कि हवाई कार और हवा से चलने वाले लोकोमोटिव द्वारा शोषण किया जाता है, और उच्च-शक्ति (जैसे, कार्बन रेशा) एयर-स्टोरेज टैंक का उपयोग कर सकते हैं। संपीड़ित हवा में संग्रहीत ऊर्जा को बनाए रखने के लिए, इस टैंक को पर्यावरण से तापीय रूप से पृथक किया जाना चाहिए; अन्यथा, संग्रहीत ऊर्जा गर्मी के रूप में बाहर निकल जाएगी, क्योंकि हवा को संपीड़ित करने से उसका तापमान बढ़ जाता है।







इतिहास

पूरे शहर में संपीडित वायु ऊर्जा प्रणालियों का निर्माण 1870 से किया जा रहा है।[22] पेरिस, फ्रांस जैसे शहर; बर्मिंघम, इंग्लैंड; ड्रेसडेन, जर्मनी, रिक्सडॉर्फ और ऑफेंबैक, जर्मनी और ब्यूनस आयर्स, अर्जेंटीना ने ऐसी प्रणालियां स्थापित कीं। विक्टर पी (ऑप ने अपनी सूचक भुजाओं को बदलने के लिए हर मिनट हवा की पल्स भेजकर घड़ियों को बिजली देने के लिए पहली प्रणाली का निर्माण किया। वे जल्दी से घरों और उद्योगों को बिजली देने के लिए विकसित हुए।[23] 1896 तक, पेरिस प्रणाली में हल्के और भारी उद्योग में मोटरों के लिए 50 किमी वायु पाइपों में 550 किलो पास्कल पर 2.2 मेगावाट उत्पादन वितरित किया गया था। उपयोग घन मीटर द्वारा मापा गया था।[22]सिस्टम उन दिनों घरों में वितरित ऊर्जा का मुख्य स्रोत थे और दंत चिकित्सा, सीनेवाली स्री, प्रिंटिंग सुविधाओं और बेकरी की मशीनों को भी संचालित करते थे।

पहली यूटिलिटी-स्केल मधुमेह कंप्रेस्ड एयर एनर्जी स्टोरेज प्रोजेक्ट 290 मेगावाट का हंटोर्फ प्लांट था, जो 1978 में जर्मनी में 580 मेगावाट एच ऊर्जा, 42% दक्षता के साथ नमक के गुंबद का उपयोग करके खोला गया था।[24]

मैकिंटोश , अलबामा (1991) में 26 घंटे (2,860 मेगावाट एच ऊर्जा) की क्षमता वाला 110 मेगावाट का संयंत्र बनाया गया था। अलबामा सुविधा की $65 मिलियन लागत $590 प्रति किलोवाट क्षमता और लगभग $23 प्रति किलोवाट -एच भंडारण क्षमता के बराबर है। यह 1100 पीएसआई तक हवा को स्टोर करने के लिए 19 मिलियन क्यूबिक फुट इन-सीटू लीच नमक गुफा का उपयोग करता है। चुकीं संपीड़न चरण लगभग 82% कुशल है, विस्तार चरण में 54% दक्षता पर समान मात्रा में बिजली का उत्पादन करने वाली गैस टरबाइन की एक तिहाई दर से प्राकृतिक गैस के दहन की आवश्यकता होती है।[24][25][26][27]

अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने 300 मेगावाट के पहले चरण के लिए मैचिंग फंड में $24.9 मिलियन का पुरस्कार दिया, $356 मिलियन प्रशांत गैस और इलेक्ट्रिक कंपनी की स्थापना, जो कैलिफोर्निया के केर्न काउंटी में बेकर्सफ़ील्ड के पास विकसित की जा रही खारी झरझरा चट्टान का उपयोग कर रही है। परियोजना के लक्ष्य एक उन्नत डिजाइन (2009) का निर्माण और सत्यापन करना था।[28]

अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने न्यूयॉर्क के वाटकिंस ग्लेन में इबरड्रोला द्वारा विकसित की जा रही 150 मेगावाट नमक-आधारित परियोजना पर प्रारंभिक कार्य करने के लिए $29.4 मिलियन का वित्त पोषण प्रदान किया। लक्ष्य नवीकरणीय आंतरायिक ऊर्जा स्रोत (2010) को संतुलित करने के लिए स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकी को सम्मिलित करना है।[28][29]

जनरल कंप्रेशन ने गेंस काउंटी, टेक्सास में 2 मेगावाट निकट-समतापीय परियोजना का निर्माण पूरा किया; दुनिया की तीसरी परियोजना (2012) परियोजना ईंधन का उपयोग नहीं करती है।[30] ऐसा प्रतीत होता है कि 2016 में काम करना बंद कर दिया था।[31]

एडीईएलई नामक 200 मेगावाट की पहली रुद्धोष्म परियोजना, जर्मनी (2013) में निर्माण के लिए 70% दक्षता के लक्ष्य के साथ योजना बनाई गई थी। 600 °C (1,112 °F) 100 बार दबाव पर हवा।[32] यह परियोजना अज्ञात कारणों से कम से कम 2016 तक विलंबित रही।[33]

स्टोरइलेक्ट्रिक लिमिटेड ने 800 मेगावाट एच भंडारण क्षमता (2017) के साथ चेशायर, यूके में 40 मेगावाट 100% नवीकरणीय ऊर्जा पायलट संयंत्र बनाने की योजना बनाई है।[34]

हाइड्रोस्टोर ने ओंटारियो ग्रिड (2019) को 2.2मेगावाट - 10मेगावाट एच स्टोरेज के साथ सेवा की आपूर्ति करते हुए गोदरिच, ओंटारियो में पहला वाणिज्यिकए-सीएईएस सिस्टम पूरा किया। दशकों में वाणिज्यिक संचालन प्राप्त करने वाली यह पहली ए-सीएईएस प्रणाली थी।[35]

ऑस्ट्रिया में यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित रिकास (एडियाबेटिक) परियोजना को दक्षता में सुधार के लिए संपीड़न प्रक्रिया से गर्मी को स्टोर करने के लिए कुचले हुए चट्टान का उपयोग करना था (2020)। सिस्टम से 70-80% दक्षता प्राप्त करने की उम्मीद थी।[36]

एपेक्स ने 2016 में ऑनलाइन होने के लिए एंडरसन काउंटी, टेक्सास के लिए एक संयंत्र की योजना बनाई।[37] इस परियोजना में देरी हुई है और कम से कम 2020 तक।[38]

कनाडाई कंपनी हाइड्रोस्टोर ने टोरंटो, गोदरिच, अंगस, और रोजमोंड (2020) में चार एडवांस प्लांट बनाने की योजना बनाई है। कुछ में पानी में आंशिक ताप भंडारण सम्मिलित है, जिससे दक्षता में 65% सुधार हुआ है।[39]

सॉल्ट कैवर्न (2022) का उपयोग करते हुए जियांगसु, चीन में 60% दक्षता के साथ 60 मेगावाट 300 मेगावाट एच सुविधा खोली गई।[40]

2.5 मेगावाट- 4 मेगावाट एच संपीड़ित CO2 सार्डिनिया, इटली (2022) में सुविधा का संचालन प्रारंभ हुआ।[41]

2022 तक केर्न काउंटी, कैलिफोर्निया में रोसमंड में जेम परियोजना को 500 मेगावाट 4,000 मेगावाट भंडारण क्षमता प्रदान करने की योजना थी। सैन लुइस ओबिस्पो, कैलिफोर्निया में पेचो परियोजना को 400 मेगावाट / 3,200 मेगावाट एच होने की योजना थी। न्यू साउथ वेल्स, ऑस्ट्रेलिया में टूटी हुई पहाड़ी परियोजना 200 मेगावाट-1,600 मेगावाट एच थी।[42]

2022 में Zhangjiakou ने उत्तरी चीन में दुनिया की पहली 100 मेगावाट की उन्नत प्रणाली को ग्रिड से जोड़ा। यह सुपरक्रिटिकल थर्मल स्टोरेज, सुपरक्रिटिकल हीट एक्सचेंज, हाई-लोड कम्प्रेशन और एक्सपेंशन टेक्नोलॉजी को अपनाने के अतिरिक्त जीवाश्म ईंधन का उपयोग नहीं करता है। प्लांट 70.4% दक्षता के साथ 400 मेगावाट एच स्टोर कर सकता है।[43] शांगडोंग में 350 मेगावाट -1.4 GWh परियोजना का निर्माण प्रारंभ हो गया है।[44]


भंडारण ऊष्मप्रवैगिकी

लगभग प्रतिवर्ती प्रक्रिया (थर्मोडायनामिक्स) को प्राप्त करने के लिए जिससे सिस्टम में अधिकांश ऊर्जा बचाई जा सके और इसे पुनः प्राप्त किया जा सके, और हानि को नगण्य रखा जा सके, निकटवर्ती इज़ोटेर्माल प्रक्रिया या आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया वांछित है।[5]


इज़ोटेर्मल स्टोरेज

इज़ोटेर्मल प्रक्रिया संपीड़न प्रक्रिया में, सिस्टम में गैस को पूरे समय स्थिर तापमान पर रखा जाता है। इसके लिए आवश्यक रूप से गैस के साथ ऊष्मा के आदान-प्रदान की आवश्यकता होती है; अन्यथा, चार्ज करने के समय तापमान बढ़ जाएगा और निर्वहन के समय गिर जाएगा। कंप्रेसर, रेगुलेटर और टैंक में बाद के चरणों के बीच हीट परिवर्तक (इंटरकूलिंग) द्वारा यह हीट एक्सचेंज प्राप्त किया जा सकता है। व्यर्थ ऊर्जा से बचने के लिए, इंटरकूलर को उच्च ताप हस्तांतरण और कम दबाव ड्रॉप के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए। छोटे कंप्रेशर्स इंटरकूलिंग के बिना भी इज़ोटेर्माल संपीड़न का अनुमान लगा सकते हैं, संपीड़न कक्ष की मात्रा के लिए सतह क्षेत्र के अपेक्षाकृत उच्च अनुपात और कंप्रेसर बॉडी से गर्मी अपव्यय में परिणामी सुधार के कारण होते है।

जब कोई पूर्ण इज़ोटेर्मल स्टोरेज (और डिस्चार्ज) प्राप्त करता है, तो प्रक्रिया को प्रतिवर्ती कहा जाता है। इसके लिए आवश्यक है कि परिवेश और गैस के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण असीम रूप से छोटे तापमान अंतर पर हो। उस स्थितियों में, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया में कोई बाहरी हानि नहीं होता है, और इसलिए विस्तार कार्य के रूप में संपीड़न कार्य पूरी तरह से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है: 100% भंडारण दक्षता चुकीं , व्यवहार में, किसी भी गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया में हमेशा तापमान का अंतर होता है, और इसलिए सभी व्यावहारिक ऊर्जा भंडारण 100% से कम क्षमता प्राप्त करते हैं।

इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में संपीड़न विस्तार कार्य का अनुमान लगाने के लिए, यह माना जा सकता है कि संपीड़ित हवा आदर्श गैस कानून का पालन करती है:

पूर्ण तापमान के साथ प्रारंभिक अवस्था A से अंतिम अवस्था B तक की प्रक्रिया निरंतर, कोई संपीड़न (नकारात्मक) के लिए आवश्यक कार्य पाता है या विस्तार (सकारात्मक) द्वारा किया जाता है

जहां पे , इसलिए .

यहां पूर्ण दबाव है, संपीड़ित गैस की (अज्ञात) मात्रा है, बर्तन का आयतन है, गैस (मोल) के पदार्थ की मात्रा है और आदर्श गैस नियतांक है।

यदि बर्तन के बाहर स्थिर दबाव है, जो प्रारंभिक दबाव के बराबर है , बाहरी दबाव का सकारात्मक कार्य शोषक ऊर्जा (नकारात्मक मूल्य) को कम करता है। यह उपरोक्त समीकरण में शब्द जोड़ता है:

उदाहरण

1 मीटर में कितनी ऊर्जा संग्रहित की जा सकती है3 के दबाव में भंडारण पात्र 70 bars (7.0 MPa), अगर परिवेश का दबाव है 1 bar (0.10 MPa) इस स्थितियों में, प्रक्रिया कार्य है

=
= 7.0 एमपीए × 1 मीटर3 × ln(0.1 एमपीए /7.0 एमपीए ) + (7.0 एमपीए − 0.1 एमपीए ) × 1 m3 = −22.8  एमजे (समतुल्य 6.33 किलोवाट h)।

ऋणात्मक चिह्न का अर्थ है कि गैस पर परिवेश द्वारा कार्य किया गया है। प्रक्रिया अपरिवर्तनीयता (जैसे गर्मी हस्तांतरण में) के परिणामस्वरूप संपीड़न प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा की तुलना में विस्तार प्रक्रिया से कम ऊर्जा प्राप्त होगी। यदि पर्यावरण स्थिर तापमान पर है, उदाहरण के लिए, इंटरकूलर में थर्मल प्रतिरोध का मतलब होगा कि संपीड़न परिवेश के तापमान से कुछ अधिक तापमान पर होता है, और विस्तार परिवेश के तापमान से कुछ कम तापमान पर होगा। इसलिए संपूर्ण इज़ोटेर्मल स्टोरेज सिस्टम प्राप्त करना असंभव है।

स्थिरोष्म (आइसेंट्रोपिक) भंडारण

एडियाबेटिक प्रक्रिया वह है जहां द्रव और परिवेश के बीच कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है सिस्टम गर्मी हस्तांतरण के विरुद्ध अछूता रहता है। यदि प्रक्रिया आंतरिक रूप से प्रतिवर्ती (आदर्श सीमा तक घर्षण रहित) है, तो यह अतिरिक्त रूप से आइसेंट्रोपिक होगी।

एडियाबेटिक स्टोरेज सिस्टम संपीड़न प्रक्रिया के समय इंटरकूलिंग को दूर करता है और गैस को संपीड़न के समय गर्म करने की अनुमति देता है और इसी तरह विस्तार के समय ठंडा हो जाता है। यह आकर्षक है क्योंकि गर्मी हस्तांतरण से जुड़े ऊर्जा हानि से बचा जाता है, लेकिन नकारात्मक पक्ष यह है कि भंडारण पोत को गर्मी के हानि के खिलाफ इन्सुलेट किया जाना चाहिए। यह भी उल्लेख किया जाना चाहिए कि वास्तविक कंप्रेशर्स और टर्बाइन आइसेंट्रोपिक नहीं हैं, बल्कि इसके अतिरिक्त लगभग 85% की स्टीम टर्बाइन इसेंट्रोपिक दक्षता है। परिणाम यह है कि एडियाबेटिक सिस्टम के लिए राउंड-ट्रिप स्टोरेज क्षमता भी सही से काफी कम है।

बड़ी भंडारण प्रणाली ऊष्मप्रवैगिकी

ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ अधिकतर बड़ी गुफाओं का उपयोग करती हैं। यह बहुत बड़ी मात्रा के कारण पसंदीदा सिस्टम डिज़ाइन है और इस प्रकार बड़ी मात्रा में ऊर्जा जिसे केवल छोटे से दबाव परिवर्तन के साथ संग्रहित किया जा सकता है। गैस को कम तापमान परिवर्तन (प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल सिस्टम के पास) और गर्मी के हानि (आइसेंट्रोपिक सिस्टम के पास) के साथ रुद्धोष्म रूप से संपीड़ित किया जाता है। यह लाभ गैस भंडारण प्रणाली के निर्माण की कम लागत के अतिरिक्त है, दबाव को रोकने में सहायता के लिए भूमिगत दीवारों का उपयोग करना। दक्षता में सुधार के लिए कैवर्न स्पेस को इंसुलेटेड किया जा सकता है।[citation needed]

अंडरसीट इंसुलेटेड एयरबैग जिनमें बड़े कैवर्न स्टोरेज के समान थर्मोडायनामिक गुण होते हैं, का सुझाव दिया गया है।[45]


वाहन अनुप्रयोग


परिवहन में व्यावहारिक बाधाएँ

व्यावहारिक भूमि या वायु परिवहन के लिए वाहनों या विमानों में वायु भंडारण का उपयोग करने के लिए, ऊर्जा भंडारण प्रणाली कॉम्पैक्ट और हल्की होनी चाहिए। ऊर्जा घनत्व और विशिष्ट ऊर्जा इंजीनियरिंग शब्द हैं जो इन वांछित गुणों को परिभाषित करते हैं।

विशिष्ट ऊर्जा, ऊर्जा घनत्व और दक्षता

जैसा कि ऊपर गैस भंडारण अनुभाग के ऊष्मप्रवैगिकी में बताया गया है, हवा को संपीड़ित करना इसे गर्म करता है, और इसका विस्तार इसे ठंडा करता है। इसलिए, व्यावहारिक वायु इंजनों को अत्यधिक उच्च या निम्न तापमान से बचने के लिए हीट परिवर्तक की आवश्यकता होती है, और फिर भी वे आदर्श स्थिर तापमान स्थितियों या आदर्श थर्मल इन्सुलेशन तक नहीं पहुंचते हैं।

फिर भी, जैसा कि ऊपर कहा गया है, इज़ोटेर्मल केस का उपयोग करके अधिकतम ऊर्जा संग्रहणीय का वर्णन करना उपयोगी है, जो लगभग 100 केजे / एम तक काम करता है।3 ln(पीA/पीB)।

इस प्रकार यदि 1.0 मीवायुमंडल से 3 हवा को बहुत धीरे-धीरे 5 लीटर की बोतल में संकुचित किया जाता है 20 MPa (200 bar), संचित संभावित ऊर्जा 530 केजे है। एक अत्यधिक कुशल वायु मोटर इसे गतिज ऊर्जा में स्थानांतरित कर सकती है यदि यह बहुत धीमी गति से चलती है और अपने प्रारंभिक 20 एमपीए दबाव से 100 किलो पास्कल (वायुमंडलीय दबाव पर पूरी तरह से खाली बोतल) तक हवा का विस्तार करने का प्रबंधन करती है। उच्च दक्षता प्राप्त करना तकनीकी चुनौती है, दोनों परिवेश को गर्मी के हानि और अप्राप्य आंतरिक गैस गर्मी के कारण।[46] यदि ऊपर की बोतल को 1 एमपीए तक खाली किया जाता है, तो मोटर शाफ्ट पर निकालने योग्य ऊर्जा लगभग 300 केजे होती है।

मानक 20 एमपीए, 5 लीटर स्टील की बोतल का द्रव्यमान 7.5 किग्रा होता है, और बेहतर 5 किग्रा। कार्बन-फाइबर या केवलर जैसे उच्च-तन्यता वाले फाइबर का वजन इस आकार में 2 किलो से कम हो सकता है, जो कानूनी सुरक्षा कोड के अनुरूप है। मानक तापमान और दबाव पर 20 डिग्री सेल्सियस पर एक घन मीटर हवा का द्रव्यमान 1.204 किलोग्राम होता है।[47] इस प्रकार, सैद्धांतिक विशिष्ट ऊर्जा सादे स्टील की बोतल के लिए मोटर शाफ्ट पर मोटे तौर पर 70 केजे /किग्रा से लेकर उन्नत फाइबर-घाव वाले के लिए 180 केजे /किग्रा तक होती है, जबकि उसी के लिए व्यावहारिक प्राप्त करने योग्य विशिष्ट ऊर्जा होती है। कंटेनर 40 से 100 किलो जूल/किग्रा होंगे।

सुरक्षा

अधिकांश प्रौद्योगिकियों के साथ, संपीड़ित हवा में सुरक्षा संबंधी चिंताएँ होती हैं, मुख्य रूप से विनाशकारी टैंक टूटना। सुरक्षा नियम इसे उच्च वजन और दबाव राहत वाल्व जैसी अतिरिक्त सुरक्षा सुविधाओं की कीमत पर दुर्लभ घटना बनाते हैं। विनियम कानूनी काम के दबाव को स्टील की बोतलों (2.5 के सुरक्षा कारक) के टूटने के दबाव के 40% से कम और फाइबर-घाव की बोतलों के लिए 20% से कम (5 के सुरक्षा कारक) तक सीमित कर सकते हैं। वाणिज्यिक डिजाइन आईएसओ 11439 मानक को अपनाते हैं।[48] उच्च दबाव वाली बोतलें काफी मजबूत होती हैं जिससे वे सामान्यता वाहन दुर्घटनाओं में टूट न जाएं।

बैटरी के साथ तुलना

उन्नत फाइबर-प्रबलित बोतलें ऊर्जा घनत्व के संदर्भ में रिचार्जेबल बैटरी लेड-एसिड बैटरी के बराबर हैं। बैटरियां अपने पूरे चार्ज स्तर पर लगभग स्थिर वोल्टेज प्रदान करती हैं, जबकि दबाव पोत का उपयोग करते समय पूर्ण से खाली तक दबाव बहुत भिन्न होता है। दबावों की विस्तृत श्रृंखला पर उच्च दक्षता और पर्याप्त शक्ति बनाए रखने के लिए वायु इंजनों को डिजाइन करना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है। संपीड़ित हवा बहुत उच्च प्रवाह दर पर बिजली स्थानांतरित कर सकती है, जो विशेष रूप से हाइब्रिड वाहन के लिए परिवहन प्रणालियों के प्रमुख त्वरण और मंदी के उद्देश्यों को पूरा करती है।

कंप्रेस्ड एयर सिस्टम में पारंपरिक बैटरियों की तुलना में लाभ हैं, जिनमें प्रेशर वेसल्स का लंबा जीवनकाल और कम सामग्री विषाक्तता सम्मिलित है। लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी केमिस्ट्री पर आधारित नई बैटरी डिज़ाइन इनमें से किसी भी समस्या से ग्रस्त नहीं हैं। संपीड़ित हवा की लागत संभावित रूप से कम है; चुकीं , उन्नत दबाव वाहिकाओं को विकसित करना महंगा है, और सुरक्षा-परीक्षण और वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादित बैटरियों की तुलना में अधिक महंगा है।

इलेक्ट्रिक स्टोरेज तकनीक की तरह, संपीड़ित हवा केवल उतनी ही स्वच्छ होती है जितनी ऊर्जा का स्रोत जो इसे स्टोर करती है। जीवन चक्र मूल्यांकन पावर ग्रिड पर उत्पादन के दिए गए मिश्रण के साथ संयुक्त ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी से समग्र उत्सर्जन के प्रश्न को संबोधित करता है।

इंजन

वायवीय मोटर या संपीड़ित-वायु इंजन एक इंजन के पिस्टन को चलाने, धुरा को घुमाने, या टरबाइन को चलाने के लिए संपीड़ित हवा के विस्तार का उपयोग करता है।

निम्नलिखित तरीके दक्षता बढ़ा सकते हैं:

  • उच्च दक्षता पर सतत विस्तार टर्बाइन
  • एकाधिक विस्तार चरण
  • अपशिष्ट ताप का उपयोग, विशेष रूप से संकर ताप इंजन डिजाइन में
  • पर्यावरणीय ताप का उपयोग

अत्यधिक कुशल व्यवस्था श्रृंखला में उच्च, मध्यम और निम्न दबाव वाले पिस्टन का उपयोग करती है, प्रत्येक चरण के बाद एएयरब्लास्ट वेंचुरी होती है जो हवा से हवा के हीट एक्सचेंजर पर परिवेशी वायु खींचती है। यह पूर्ववर्ती चरण के निकास को गर्म करता है और इस पहले से गरम हवा को अगले चरण में प्रवेश देता है। प्रत्येक चरण से एकमात्र निकास गैस ठंडी हवा है जो जितनी ठंडी हो सकती है −15 °C (5 °F); ठंडी हवा का उपयोग कार में एयर कंडीशनिंग के लिए किया जा सकता है।[16]

व्हाइटहेड टारपीडो के लिए 1904 की तरह ईंधन जलाकर अतिरिक्त गर्मी की आपूर्ति की जा सकती है।[49] यह अतिरिक्त ईंधन की कीमत पर दिए गए टैंक वॉल्यूम के लिए उपलब्ध रेंज और गति में सुधार करता है।

कारें

1990 के बाद से कई कंपनियों ने कंप्रेस्ड एयर कार विकसित करने का दावा किया है, लेकिन कोई भी उपलब्ध नहीं है। सामान्यतः मुख्य दावा किए गए लाभ हैं सड़क के किनारे प्रदूषण नहीं, कम लागत, स्नेहन के लिए खाना पकाने के तेल का उपयोग, और एकीकृत एयर कंडीशनिंग है।

वाहन अनुप्रयोगों के लिए खाली टैंक को फिर से भरने के लिए आवश्यक समय महत्वपूर्ण है। वॉल्यूम ट्रांसफर पूर्व-संपीड़ित हवा को स्थिर टैंक से वाहन टैंक में लगभग तुरंत ले जाता है। वैकल्पिक रूप से,स्थिर या ऑन-बोर्ड गैस कंप्रेसर मांग पर हवा को संपीड़ित कर सकता है, संभवतः कई घंटों की आवश्यकता होती है।

जहाज

बड़े समुद्री डीजल इंजन को संपीड़ित हवा का उपयोग करके प्रारंभ किया जाता है, सामान्यतः 20 और 30 बार के बीच बड़ी बोतलों में संग्रहित किया जाता है, जो सीधे पिस्टन पर कार्य करता है, विशेष प्रारंभिक वाल्व के माध्यम से ईंधन इंजेक्शन प्रारंभ करने से पहले क्रैंकशाफ्ट को चालू करता है। यह व्यवस्था इलेक्ट्रिक स्टार्टर मोटर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट और सस्ती है जो इस तरह के पैमाने पर होगी और जहाज के विद्युत जनरेटर और वितरण प्रणाली पर निषेधात्मक भार डाले बिना अत्यंत उच्च शक्ति के आवश्यक फटने की आपूर्ति करने में सक्षम होगी। इंजन को नियंत्रित करने और सिलेंडर निकास वाल्वों पर काम करने वाले वसंत बल के रूप में कार्य करने के लिए और कभी-कभी वायवीय पीआईडी ​​​​नियंत्रक सहित बोर्ड पर अन्य सहायक प्रणालियों और बिजली उपकरणों को संचालित करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग सामान्यतः कम दबाव पर भी किया जाता है। इस दृष्टिकोण का लाभ यह है कि विद्युत ब्लैकआउट की स्थिति में, संग्रहीत संपीड़ित हवा द्वारा संचालित जहाज प्रणाली निर्बाध रूप से काम करना जारी रख सकती है, और बिजली की आपूर्ति के बिना जनरेटर को फिर से चालू किया जा सकता है। दूसरा यह है कि बिजली के झटके के जोखिम के बिना सामान्यतः गीले वातावरण में वायवीय उपकरण का उपयोग किया जा सकता है।

हाइब्रिड वाहन

जबकि एयर स्टोरेज सिस्टम अपेक्षाकृत कम बिजली घनत्व और वाहन रेंज प्रदान करता है, इसकी उच्च दक्षता हाइब्रिड वाहनों के लिए आकर्षक है जो पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन को मुख्य शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं। पुनर्योजी ब्रेकिंग के लिए और पिस्टन इंजन के चक्र को अनुकूलित करने के लिए वायु भंडारण का उपयोग किया जा सकता है, जो सभी शक्ति आरपीएम स्तरों पर समान रूप से कुशल नहीं है।

रॉबर्ट बॉश जीएमबीएच और पीएसए प्यूज़ो सिट्रोएन ने हाइब्रिड सिस्टम विकसित किया है जो संपीड़ित नाइट्रोजन टैंक से ऊर्जा को स्थानांतरित करने के तरीके के रूप में हाइड्रोलिक्स का उपयोग करता है। ईंधन की खपत में 45% तक की कमी का दावा किया गया है, जो 2.9/100 km (81 एमपीजी, 69 ग्राम) के अनुरूप है CO2 किमी) प्यूजियट208 जैसे कॉम्पैक्ट फ्रेम के लिए नई यूरोपीय ड्राइविंग साइकिल (एनईडीसी) पर सिस्टम को प्रतिस्पर्धी इलेक्ट्रिक और फ्लाईव्हील केर्स सिस्टम की तुलना में बहुत अधिक फायदेमंद होने का दावा किया जाता है और 2016 तक सड़क कारों पर होने की उम्मीद है।[50]


वायु इंजनों का इतिहास

1928 और 1961 के बीच होमस्टेक माइन (साउथ डकोटा) में एच. के. पोर्टर, इंक. द्वारा कंप्रेस्ड एयर लोकोमोटिव उपयोग में है।

केंद्रीकृत, शहर-स्तरीय वितरण के माध्यम से 19 वीं शताब्दी से वायु इंजनों का उपयोग इंजनों, पंपों, ड्रिलों और ट्रामों को बिजली देने के लिए किया जाता रहा है। रेसकार्स अपने आंतरिक दहन इंजन (आईसीई) को शुरू करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करते हैं, और बड़े डीजल इंजनों में वायवीय मोटर्स शुरू हो सकते हैं।

सिस्टम के प्रकार

हाइब्रिड सिस्टम

ब्रेटन चक्र इंजन आंतरिक दहन इंजन के लिए उपयुक्त ईंधन के साथ हवा को संपीड़ित और गर्म करते हैं। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक गैस या बायोगैस संपीड़ित हवा को गर्म करती है, और फिर पारंपरिक गैस टर्बाइन इंजन या जेट इंजिन का पिछला हिस्सा काम करने के लिए इसका विस्तार करता है।

संपीड़ित वायु इंजन एक बैटरी (बिजली) को रिचार्ज कर सकते हैं। मुख्य तौर पर मृत ऊर्जा ने अपने पी ने-पीएचईवी या वायवीय प्लग-इन हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन-प्रणाली को बढ़ावा दिया।[51]


आधुनिक हाइब्रिड सिस्टम

1978 में हंटॉर्फ, जर्मनी और 1991 में मैकिन्टोश, अलबामा, यू.एस. ने हाइब्रिड पावर प्लांट चालू किए।[17]

फ्यूचर हाइब्रिड सिस्टम

आयोवा स्टोर्ड एनर्जी पार्क (आईएसईपी) कैवर्न स्टोरेज के अतिरिक्त एक्वीफर स्टोरेज का उपयोग करेगा। जलभृत में पानी के विस्थापन के परिणामस्वरूप पानी के निरंतर हाइड्रोस्टेटिक दबाव द्वारा वायु दबाव का नियमन होता है। आईएसईपी के एक प्रवक्ता का कहना है, यदि आप पर लगातार दबाव है तो आप अच्छी दक्षता के लिए अपने उपकरणों का अनुकूलन कर सकते हैं।

नॉर्टन, ओहियो में अतिरिक्त सुविधाओं का विकास किया जा रहा है। प्रथमऊर्जा, एक्रोन, ओहियो इलेक्ट्रिक यूटिलिटी, ने नवंबर 2009 में 2,700 मेगावाट नॉर्टन परियोजना के विकास अधिकार प्राप्त किए।[52]

रिकास2020 परियोजना गर्मी वसूली के साथ एडियाबेटिक सीएईएस के लिए परित्यक्त खदान का उपयोग करने का प्रयास करती है। संपीड़न गर्मी ढीले पत्थरों से भरे सुरंग खंड में संग्रहित होती है, इसलिए मुख्य दबाव भंडारण कक्ष में प्रवेश करते समय संपीड़ित हवा लगभग ठंडी होती है। जब सतह टरबाइन के माध्यम से वापस छोड़ा जाता है, तो ठंडी संपीड़ित हवा पत्थरों में संग्रहीत गर्मी को पुनः प्राप्त करती है, जिससे उच्च समग्र दक्षता प्राप्त होती है।[53][54] दो-चरण की प्रक्रिया में लगभग 70% की सैद्धांतिक उच्च दक्षता होती है।[55]


झील या समुद्र का भंडारण

झीलों और महासागरों में गहरा पानी उच्च दबाव वाले जहाजों या नमक की गुफाओं या जलभृतों में छेद करनेवाला की आवश्यकता के बिना दबाव प्रदान कर सकता है।[56] हवा सस्ते, लचीले कंटेनरों में चली जाती है जैसे कि गहरी झीलों में नीचे प्लास्टिक की थैलियाँ या समुद्र के किनारे खड़ी बूंदों के साथ। बाधाओं में उपयुक्त स्थानों की सीमित संख्या और सतह और कंटेनरों के बीच उच्च दबाव वाली पाइपलाइनों की आवश्यकता सम्मिलित है। चूंकि कंटेनर बहुत सस्ते होंगे, अधिक दबाव (और अधिक गहराई) की आवश्यकता उतनी महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है। इस अवधारणा पर निर्मित प्रणालियों का प्रमुख लाभ यह है कि चार्ज और डिस्चार्ज दबाव गहराई का निरंतर कार्य है। कार्नोट हीट इंजन की अक्षमताओं को बिजली संयंत्र में कम किया जा सकता है। कई चार्ज और डिस्चार्ज चरणों का उपयोग करके और सस्ते ताप स्रोतों और सिंक जैसे नदियों के ठंडे पानी या सौर तालाब के गर्म पानी का उपयोग करके कार्नाट दक्षता को बढ़ाया जा सकता है। आदर्श रूप से, सिस्टम को बहुत तेज़ होना चाहिए - उदाहरण के लिए, गर्मी के दिनों में पंप करने से पहले हवा को ठंडा करके।[57]

पनबिजली प्रणाली को चलाने के लिए संपीड़ित गैस का उपयोग किया जाता है, तो लगभग आइसोबैरिक प्रक्रिया समाधान संभव है। चुकीं , इस समाधान के लिए भूमि पर स्थित बड़े दबाव वाले टैंकों (साथ ही पानी के नीचे के एयरबैग) की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, हाइड्रोजन गैस प्रिय तरल पदार्थ है क्योंकि अन्य गैसें अपेक्षाकृत सामान्य गहराई (जैसे 500 मीटर) पर भी पर्याप्त हाइड्रोस्टेटिक दबावों से ग्रस्त हैं।

यूरोपीय इलेक्ट्रिकल यूटिलिटी कंपनी ई ओएन ने अंडरसी एयर स्टोरेज बैग विकसित करने के लिए €1.4 मिलियन (£1.1 मिलियन) की फंडिंग दी है।[58][59] कनाडा में हाइड्रोस्टोर 1 से 4 मेगावाट के पैमाने पर प्रारंभ होने वाले संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण के लिए पानी के नीचे भंडारण संचायक की वाणिज्यिक प्रणाली विकसित कर रहा है।[60]

उत्तरी आयरलैंड में पानी के नीचे की गुफाओं में किसी प्रकार के संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण की योजना है।[61]


लगभग इज़ोटेर्मल संपीड़न

लगभग समतापीय संपीडक और विस्तारक के आरेखीय दृश्य। पिस्टन के साथ बायाँ दृश्य पूरी तरह से पीछे हट गया, दायाँ दृश्य पिस्टन के साथ पूरी तरह से सम्मिलित हो गया।

लगभग इज़ोटेर्मल संपीड़न के कई उपाय विकसित किए जा रहे हैं। द्रव यांत्रिकी में एक प्रणाली होती है जिसमें गर्मी अवशोषित करने वाली और रिलीज करने वाली संरचना (हार्स) होती है जो प्रत्यागामी पिस्टन से जुड़ी होती है।[62] लाइट सेल पानी के स्प्रे को पारस्परिक सिलेंडर में इंजेक्ट करता है। सस्टेनएक्स सेमी-कस्टम, 120 आरपीएम कंप्रेसर/एक्सपैंडर के अंदर हवा-पानी फोम मिश्रण का उपयोग करता है।[63] ये सभी प्रणालियां सुनिश्चित करती हैं कि संपीड़न की गति की तुलना में हवा उच्च तापीय विसारकता के साथ संपीड़ित है। सामान्यतः ये कंप्रेशर्स 1000 आरपीएम तक की गति से चल सकते हैं। उच्च ऊष्मीय विसारकता सुनिश्चित करने के लिए, गैस अणु की ऊष्मा-अवशोषित सतह से औसत दूरी लगभग 0.5 मिमी होती है। ये लगभग इज़ोटेर्मल कम्प्रेसर भी लगभग आइसोथर्मल विस्तारक के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं और सीएईएस की राउंड-ट्रिप दक्षता में सुधार के लिए विकसित किए जा रहे हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. Wild, Matthew, L. Wind Drives Growing Use of Batteries, The New York Times, July 28, 2010, p. B1.
  2. Crotogino, Fritz, Klaus-Uwe Mohmeyer, and Roland Scharf. "Huntorf CAES: More than 20 years of successful operation." SMRI Spring meeting. Vol. 2001. 2001.
  3. Lund, Henrik; Salgi, Georges (2009-05-01). "The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems". Energy Conversion and Management (in English). 50 (5): 1172–1179. doi:10.1016/j.enconman.2009.01.032. ISSN 0196-8904.
  4. Lund, Henrik. The role of compressed air energy storage (CAES) in future sustainable energy systems. Energy Conversion and Management.
  5. 5.0 5.1 Gies, Erica. Global Clean Energy: A Storage Solution Is in the Air, International Herald Tribune, October 1, 2012. Retrieved from NYTimes.com website, March 19, 2013.
  6. "German AACAES project information" (PDF). Retrieved February 22, 2008.
  7. Colthorpe, Andy (20 January 2022). "Why Goldman Sachs thinks advanced compressed air is worthy of US$250m investment". Energy Storage News. Archived from the original on 3 April 2022.
  8. Barbour, Edward. Adiabatic Compressed Air Storage with packed bed thermal energy storage. Applied Energy
  9. "EPRI | Product Abstract". My.epri.com. Archived from the original on October 16, 2012. Retrieved May 11, 2014.
  10. "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on April 11, 2008. Retrieved 2008-01-04.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  11. Heidari, Mahbod; Mortazavi, Mehdi; Rufer, Alfred (2017-12-01). "Design, modeling and experimental validation of a novel finned reciprocating compressor for Isothermal Compressed Air Energy Storage applications". Energy (in English). 140: 1252–1266. doi:10.1016/j.energy.2017.09.031. ISSN 0360-5442.
  12. Mohammadi-Amin, Meysam; Jahangiri, Ali Reza; Bustanchy, Mohsen (2020). "Thermodynamic modeling, CFD analysis and parametric study of a near-isothermal reciprocating compressor". Thermal Science and Engineering Progress (in English). 19: 100624. doi:10.1016/j.tsep.2020.100624. S2CID 225574178.
  13. Guanwei, Jia; Weiqing, Xu; Maolin, Cai; Yan, Shi (2018-09-01). "Micron-sized water spray-cooled quasi-isothermal compression for compressed air energy storage". Experimental Thermal and Fluid Science (in English). 96: 470–481. doi:10.1016/j.expthermflusci.2018.03.032. ISSN 0894-1777. S2CID 126094265.
  14. "Calculating Isothermal Efficiency" (PDF). www.fluidmechanics.co.uk. 2015.
  15. Douglas Self. "Compressed-Air Propulsion". Retrieved 2014-05-11.
  16. 16.0 16.1 "3-stage propulsion with intermediate heating". Archived from the original on October 31, 2015. Retrieved 2014-05-11.
  17. 17.0 17.1 "Distributed Energy Program: Compressed Air Energy Storage". United States Department of Energy. Retrieved August 27, 2006.
  18. 18.0 18.1 "संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण: पवन ऊर्जा के लिए सिद्धांत, संसाधन और अनुप्रयोग" (PDF). Archived from the original (PDF) on January 19, 2012. Retrieved June 6, 2015.
  19. 19.0 19.1 "संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण". Pacific Northwest National Laboratory. April 2013. Retrieved May 20, 2013.
  20. 20.0 20.1 Dong, Lim (May 17, 2013). "Ocean Compressed Air Energy Storage (OCAES) Integrated with Offshore Renewable Energy Sources" (PDF). Retrieved June 6, 2015.
  21. "Dansk projekt vil lagre vindenergi under 25 m sand". Ingeniøren. 25 September 2009.
  22. 22.0 22.1 Chambers's Encyclopaedia: A Dictionary of Universal Knowledge. W. & R. Chambers, LTD. 1896. pp. 252–253. Retrieved January 7, 2009.
  23. Technische Mislukkingen, by Lex Veldhoen & Jan van den Ende, 1995/2013
  24. 24.0 24.1 IRENA (2017). "Electricity Storage and Renewables: Costs and Markets to 2030", page 55. International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.
  25. Compressed Air Storage (CAES) (PDF), Dresser-Rand Corporation, 2010, brochure form# 85230, archived from the original (PDF) on September 7, 2012
  26. Wald, Matthew (September 29, 1991), "Using Compressed Air To Store Up Electricity", The New York Times
  27. CAES:McIntosh Power Plant, PowerSouth Energy Cooperative, 2010, archived from the original on October 18, 2011, retrieved April 15, 2012
  28. 28.0 28.1 ARRA Energy Storage Demonstrations (PDF), Sandia National Laboratories, retrieved April 13, 2012
  29. NYSEG considering Compressed Air Energy Storage, Energy Overviews Publishing, archived from the original on July 29, 2018, retrieved April 13, 2012
  30. General Compression, Inc. "What We Do – Texas Dispatchable [sic] Wind 1, LLC". Archived from the original on May 23, 2013. Retrieved March 2, 2013.
  31. Hauer, Andreas (2022-04-27). Advances in Energy Storage: Latest Developments from R&D to the Market (in English). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-76010-8.
  32. "Adiabatic Compressed-air Energy Storage For Electricity Supply" (PDF). January 2010. Archived (PDF) from the original on 22 May 2022.
  33. "Adele CAES Pilot: Site Selected but Project Delayed: The RWE/GE Led Consortium That Is Developing an Adiabatic Form of Compressed Air Energy Storage Is to Establish Its Commercial Scale Test Plant at Stassfurt. the Testing Stage, Originally Slated for 2073, Is Not Now Expected to Start before 2016". Modern Power Systems. Archived from the original on 2016-03-09.
  34. Storelectric website
  35. "Grid-connected advanced compressed air energy storage plant comes online in Ontario". Energy Storage News (in English). 28 November 2019. Archived from the original on 23 December 2019.
  36. Lee, Lisa-Ann (March 29, 2017). "Creating renewable energy storage out of hot air". newatlas.com (in English). Retrieved 2017-04-11.
  37. Anderson County getting energy center, retrieved July 15, 2012
  38. "Project". APEX CAES (in English). 2013-10-08. Retrieved 2017-07-06.
  39. "Toronto A-CAES Facility – Hydrostor" (in Canadian English). Retrieved 2020-09-06.
  40. Colthorpe, Andy (1 June 2022). "China's compressed air energy storage industry makes progress". Energy Storage News.
  41. Murray, Cameron (8 June 2022). "Energy Dome launches world's first multi-megawatt 'CO2 Battery' project in Sardinia, Italy". Energy Storage News.
  42. Colthorpe, Andy (20 January 2022). "Why Goldman Sachs thinks advanced compressed air is worthy of US$250m investment". Energy Storage News. Archived from the original on 27 May 2022.
  43. Blain, Loz (2022-10-05). "China turns on the world's largest compressed air energy storage plant". New Atlas (in English). Retrieved 2022-10-10.
  44. Murray, Cameron (26 October 2022). "Construction starts on 1.4GWh compressed air energy storage unit in China". Energy Storage News.
  45. Energy bags under the sea to be tested in 2011(Cleantechnica website). See in sections below.
  46. Heat loss of practical systems is explained in the #Storage section.
  47. Air – Density and Specific Weight, The Engineering Toolbox
  48. "Gas cylinders – High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles". Iso.org. 2013-05-27. Retrieved 2014-05-11.
  49. "A History of the Torpedo The Early Days". Archive.is. September 18, 1999. Archived from the original on May 30, 2012. Retrieved 2014-05-11.
  50. "PSA Peugeot Citroën and Bosch developing hydraulic hybrid powertrain for passenger cars; 30% reduction in fuel consumption in NEDC, up to 45% urban; B-segment application in 2016". Green Car Congress. 2013-01-22. Retrieved 2014-05-11.
  51. "Energine PHEV-system schematic". Energine.com. Archived from the original on May 13, 2014. Retrieved May 11, 2014.
  52. "FirstEnergy Corp. Home" (PDF). Firstenergycorp.com. 2014-03-20. Retrieved 2014-05-11.
  53. "Project Objectives". RICAS. Retrieved 20 February 2017.
  54. "FORSKNING: Luft kan bli verdens neste "batteri"". Teknisk Ukeblad. February 20, 2017. Retrieved 20 February 2017.
  55. Wang, Jidai; Lu, Kunpeng; Ma, Lan; Wang, Jihong; Dooner, Mark; Miao, Shihong; Li, Jian; Wang, Dan (13 July 2017). "Overview of Compressed Air Energy Storage and Technology Development". Energies. 10 (7): 991. doi:10.3390/en10070991.
  56. "Wind plus compressed air equals efficient energy storage in Iowa proposal". Energy Services Bulletin website. Western Area Power Administration. Archived from the original on May 9, 2008. Retrieved April 29, 2008.
  57. Prior art. Oliver Laing et al. Energy storage for off-peak electricity. United States Patent No. 4873828.
  58. "Energy bags and super batteries". Nottingham University. June 18, 2008. Archived from the original on February 3, 2011.
  59. "The man making 'wind bags'". BBC. March 26, 2008.
  60. "How Hydrostor Aims To Change The Power Game By Storing Energy Under Water". TechCrunch. July 9, 2011.
  61. "Can energy be stored in air-filled caves?". BBC News. October 11, 2015. Retrieved July 29, 2018.
  62. "Near Isothermal Compression and Expansion". May 28, 2015. Retrieved July 29, 2018.
  63. B R Bollinger (April 1, 2015). "Technology Performance Report, SustainX Smart Grid Program" (PDF). SustainX Inc.


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